外来植物入侵减少区域生物多样性和影响生态系统的结构与功能,目前已成为全球性的生态环境问题之一。越来越多的研究表明外来植物入侵对土壤氮循环和氮有效性的影响是其入侵成功或进一步加剧的重要原因之一,然而目前对全球原位数据的整合分析研究仍十分缺乏。此外,根际土壤是植物根系同土壤和微生物进行物质交换活动的主要场所,探究根际土壤氮状态的变化可以更准确地把握植物入侵对土壤氮循环的影响效应。基于上述背景,本文整合了全球的原位入侵研究数据,并在我国西南部分紫茎泽兰入侵区域开展野外实验工作,主要结论如下:一、整合分析(基于107篇文献)结果显示:1、全球的植物入侵区域相对于无入侵区域土壤的总氮、铵态氮、硝态氮、无机氮、微生物生物量氮含量均显著增加,增幅分别为(50±14)%、(60±24)%、(470±115)%、(69±25)%、(54±20)%。2、不同入侵地区及入侵植物特性的分类对比显示入侵后温带地区的土壤无机氮含量增幅高于亚热带和热带地区;固氮植物入侵后土壤总氮和无机氮含量的增幅均显著高于非固氮植物;木本植物入侵后土壤总氮和硝态氮含量增幅均高于草本植物。3、不同生活型植物的土壤硝态氮含量增幅与固氮入侵植物占比显著正相关。二、野外实验结果表明:1、区域一中紫茎泽兰对硝态氮的获取能力强于本地植物,区域二中紫茎泽兰和三叶鬼针草均加快了根际土壤的氮循环速率。2、拟合分析结果显示植物非根际土壤的无机氮含量同海拔、非根际土壤的净硝化速率同碳氮比的相关性强于根际土壤,可能因为根际土壤会受到更多生物因素的影响。3、随着入侵时间的增加,紫茎泽兰对土壤硝态氮的需求增加,且仅在入侵时间超过50年的样地中根际土壤净硝化速率显著高于非根际土壤,表明紫茎泽兰长期入侵并建立一定优势性后,可能通过促进硝化作用进一步建立自身在入侵样地的优势性。