论文部分内容阅读
国内外研究表明,外来植物入侵对入侵地生态系统及生物多样性可产生深刻的影响。豚草是我国分布最广,影响最大的外来入侵植物,不仅影响人类健康,而且给农牧业带来严重的危害,已被我国及许多国家列为植物检疫性有害植物。土壤是豚草生长的载体,因而也必然受到其一定的作用与影响,然而,目前关于豚草对地下部土壤的生态学影响研究较少。因此,本文以此为切入点,在广东省韶关市郊,按豚草的入侵时间设置了4类样地:重度入侵区、轻度入侵区、草地区和土著区,分别于2009年10月(秋)、2010年1月(冬)、2010年4月(春)、2010年7月(夏),在各个样地植物的根区,按S形采用5点法采集0～15cm表层土样,通过对豚草入侵地一年地监测观测采样,研究了豚草对入侵地的土壤肥力、土壤酶活性、土壤微生物和土壤动物多样性等的影响,得到了如下结论:
1、豚草对土壤肥力的影响。研究结果显示,在豚草重度入侵区,土壤有机质、全氮、全磷和全钾的含量与轻度入侵区、草地区和土著区相比,均显著增加;速效氮、速效磷和速效钾的含量,随着豚草入侵,也表现为显著性差异;但豚草入侵后,对土壤C/N比影响不明显。说明外来植物豚草具有很强的适应性,能够显著地提高土壤肥力供应水平,改变群落根区土壤的养分平衡。
2、豚草入侵对土壤酶活性的影响。同步对土壤酶活性的分析结果发现,豚草入侵能明显提高脲酶、蛋白酶、蔗糖酶和过氧化氢酶的活性。豚草重度入侵区土壤脲酶活性一年四个采样期的动态含量为298.93、263.36、241.61、250.34 ug/g.24h,分别是土著植物地的2.3倍、1.6倍、1.8倍和1.4倍(P＜0.05)。土壤酶活性的变化与土壤有效养分含量变化趋势一致。
3、豚草入侵对土壤微生物多样性的影响。通过BIOLOG分析发现,豚草入侵后,显著提高了土壤微生物生物量碳、氮、磷的含量,平均孔颜色变化率(Average wellcolor development,AWCD)值大小表现为:轻度入侵地＞重度入侵地＞草地＞土著植物地,入侵区土壤微生物群落的代谢活性、碳源利用率和多样性指数亦显著上升。
4、豚草入侵对土壤动物多样性的影响。通过对一年4时期的中小型土壤动物分析结果表明,重度入侵区＞轻度入侵区＞草地区＞土著区,豚草入侵改变了中小型土壤动物的群落结构特征,入侵地中小型土壤动物的总个体数以及线虫类、蜱螨目的个体数显著增加,但中小型土壤动物类群数的变化不明显;在物种多样性方面,豚草入侵显著提高了群落的密度-类群指数,物种丰富度、优势度指数亦有所上升,但差异不明显,而均匀度、Shannon-Wiener多样性指数的变化则趋于下降;在群落结构相似性方面,土著植物区与豚草重度入侵区的相似性最高(S1=0.71),而与草地区的相似性最低(S1=0.55),重度入侵区与轻度入侵区、草地区的相似性则处于中等水平。
综上所述,豚草入侵有利于提高土壤养分含量,有利于增加土壤微生物和土壤动物的数量及生物量,有利于土壤微生态环境的改善,土壤生态环境条件的改善则反过来又促进了豚草的入侵及其群落的持续发展,这种地上部植物与地下部土壤相互促进的生态效应可能是豚草入侵的重要机制之一。