入侵植物對(duì)土壤微生物群落的影響研究

1、入侵植物對(duì)土壤微生物群落的影響研究王奐【摘要】外來植物的入侵是全球三大最棘手的環(huán)境問題之一，其嚴(yán)重性僅次于棲息地喪失，目前已經(jīng)成為一個(gè)全球性的問題。入侵植物不僅可以導(dǎo)致全球生物多樣性的喪失，改變土壤微生物群落的多樣性，還能對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本文主要研究入侵植物對(duì)土壤微生物的群落的影響?！娟P(guān)鍵詞】入侵植物；土壤微生物群落；影響研究1入侵植物的危害1.1破壞生物多樣性外來植物的入侵可導(dǎo)致生態(tài)、物種以及遺傳多樣性的破壞和喪失，有的入侵植物可通過分泌化感物質(zhì)，從而排斥其他物種，如水葫蘆分泌的N-本胺萘胺可通過化感作用抑制其他水生植物的生長(zhǎng)，從而在短期內(nèi)迅速蔓延。還有的外來入

2、侵植物擠占本地物種的生態(tài)位，污染基因庫(kù)，打破生態(tài)平衡，與本地物種競(jìng)爭(zhēng)陽(yáng)光、水資源等，導(dǎo)致本地物種大量滅絕，影響生物的多樣性。1.2威脅人類及牲畜的健康有些外來入侵植物可直接威脅人類和牲畜的健康，如豚草，豚草的花粉會(huì)使人過敏，產(chǎn)生過敏性哮喘、皮炎、鼻炎、打噴嚏、流鼻涕等病癥，嚴(yán)重者還會(huì)發(fā)生肺氣腫、心臟病，甚至是死亡。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)每年有1460萬(wàn)人因豚草過敏而患病，被其列為有害雜草。1.3造成經(jīng)濟(jì)損失外來植物的入侵可造成當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)損失，如額外的人力、物力治理入侵植物帶來的環(huán)境污染、人類及牲畜的健康威脅等費(fèi)用。1.4影響生產(chǎn)和生活外來入侵植物如水葫蘆，入侵后，短期內(nèi)迅速大量蔓延，不僅堵塞河道，影響水

3、運(yùn)和水產(chǎn)養(yǎng)殖；還能吸附一些有毒的重金屬物質(zhì)，死后造成水體的二次污染，影響生活用水的質(zhì)量。1.5影響社會(huì)文化的傳播一些水生入侵植物會(huì)破壞當(dāng)?shù)睾丛械沫h(huán)境，也會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐奈幕斐梢欢ǖ挠绊?。水葫蘆、飛機(jī)草、紫莖澤蘭等外來植物的入侵破壞了云南、廣西等地原有的生態(tài)環(huán)境，也改變了原有的植被景觀。2入侵植物對(duì)土壤微生物群落的影響及防治措施2.1入侵植物對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響2.1.1土壤PH值的改變研究結(jié)果說明，紫莖澤蘭、黃頂菊等植物的入侵會(huì)導(dǎo)致土壤PH值的增高，而豚草的入侵卻會(huì)降低入侵地土壤的PH值。我國(guó)的云南省和四川省是紫莖澤蘭入侵最為廣泛的兩個(gè)區(qū)域，而河北保定、衡水是黃頂菊重度入侵的區(qū)域、據(jù)分析，云南

4、省被紫莖澤蘭入侵后的土壤的PH值比未入侵前增高了0.52，四川省被紫莖澤蘭入侵后的土壤的PH值那么相對(duì)于入侵前增高了0.18。河北保定、衡水遭黃頂菊入侵的土壤的PH值分別比本地植物土壤PH值增高了0.7和0.57。2.1.2土壤有機(jī)碳含量的改變外來植物的入侵對(duì)土壤有機(jī)物碳含量也有著重要的影響，入侵面積越大，入侵地土壤有機(jī)物碳含量越高。如紫莖澤蘭、豚草、黃頂菊等外來植物的入侵會(huì)使得入侵地的土壤有機(jī)物碳含量增加，我國(guó)的云南、四川等地的土壤有機(jī)物碳含量分別較之前增加了48.6%和30.3%。2.1.3土壤總氮、磷、鉀等含量的改變外來植物的入侵也會(huì)引起入侵地土壤中一些化學(xué)元素含量的變化，如氮、磷、鉀等

5、元素。研究結(jié)果說明，紫莖澤蘭、豚草、黃頂菊等植物的入侵會(huì)提高入侵地土壤中氮元素的含量，但對(duì)土壤中磷和鉀總含量的影響不是很明顯。土壤PH、有機(jī)物含碳量、總氮、磷、鉀等元素含量的改變均可對(duì)土壤微生物的群落造成影響，改變幅度不同，造成影響的程度也不一樣。2.2入侵植物對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響外來入侵植物可通過多種途徑影響土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)。例如：入侵植物可通過與入侵地的菌根真菌等結(jié)合，從而形成共生體使寄主植物獲得更多的土壤營(yíng)養(yǎng)，以利于增參加侵力。研究結(jié)果說明：紫莖澤蘭、豚草、黃頂菊等外來植物的入侵可導(dǎo)致入侵地土壤中叢枝菌根真菌VAM的含量升高，真菌的含量降低。土壤中很多真菌真菌是不利于本地植物生

6、長(zhǎng)的病原菌真菌，而外來植物的入侵使得入侵區(qū)域的真菌含量降低，那么本地植物生長(zhǎng)區(qū)域的真菌含量那么會(huì)升高，從而對(duì)本地植物造成危害，外來植物成功入侵。紫莖澤蘭的入侵會(huì)提高入侵地土壤中放線菌的含量，黃頂菊的入侵反而會(huì)降低入侵地土壤放線菌的含量。一般情況下，放線菌在土壤水分少、有機(jī)質(zhì)含量較高的土壤中含量較高，可促進(jìn)土壤形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)而改善土壤。外來植物的入侵階段不同，入侵地土壤中的細(xì)菌群落也不同。有研究發(fā)現(xiàn)，重度入侵地土壤中的細(xì)菌種類普遍多于輕度入侵地和本地植物的土壤中的細(xì)菌種類。并且，重度入侵土中的常見有益細(xì)菌類群是芽孢桿菌屬，如炭疽芽孢桿菌、彎曲芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌等。2.3防治入侵植物對(duì)土壤微生物

7、群落影響的相關(guān)措施2.3.1完善風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估制度，建立統(tǒng)一協(xié)調(diào)的管理體系入侵植物帶來的危害較多，人類和牲畜的健康、生態(tài)系統(tǒng)的破壞等，因此相關(guān)部門應(yīng)完善風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估制度，積極根據(jù)入侵植物的生物學(xué)特征、繁殖及傳播能力、對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響等方面進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。此外，還應(yīng)建立包括檢疫、環(huán)保、海洋、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、貿(mào)易及科研機(jī)構(gòu)等多部門統(tǒng)一協(xié)調(diào)的管理體系，并綜合運(yùn)用多種方法如生物、物理方法等，從而探索最有效的防治方法及方案，全面、綜合的開展植物入侵的防治工作。2.3.2其他主要有以下幾點(diǎn)：大力保護(hù)沒有受到外來植物入侵的生態(tài)系統(tǒng)，并嚴(yán)格防治外來植物的入侵；對(duì)受到輕度入侵的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)先保護(hù)及管理，采取切實(shí)、可行的防治措施，防止其入侵面積的擴(kuò)大；對(duì)入侵較為嚴(yán)重的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)控制好入侵邊界，采取隔離措施；有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)入侵植物的研究，積極探索出有效的監(jiān)測(cè)、管理及防治措施。3結(jié)語(yǔ)外來植物的入侵已成為全球性的生態(tài)環(huán)境問題，目前我國(guó)還沒有建立針對(duì)外來入侵植物的專項(xiàng)法規(guī)及條例，也沒有防治入侵植物的危害的專門政策法規(guī)。外來植物的入侵不僅會(huì)破壞生物和土壤微生物群落的多樣性，還會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞，因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)入侵植物的相關(guān)研究，提供足夠的理論依據(jù)，從而有效的控制入侵植物帶來的危害?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】【1】張桂花，彭少麟，李光義，李勤奮.外來入侵植物