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極端降水的土壤遺留效應對外來植物飛機草入侵性的影響

  降水格局和土地利用類型改變被認為促進外來植物擴散的潛在風險因素,但這些全球變化因子是否通過土壤遺留效應影響入侵植物卻鮮有報道。非生長季(如冬天)的降水格局改變以及人為活動導致的土地利用類型改變很可能會通過改變土壤微生物以及養分循環來影響后期的植物生長,甚至改變植物群落分布格局。 

  為此,版納植物園生物入侵生態學研究組的研究人員采集了三種林型表層土壤原始林次生林橡膠林),模擬三種降水處理(正常增雨減雨),之后再對這些土壤實施滅菌與不滅菌處理,共得到18種類型土壤。隨后在這18種土壤中分別進行了外來入侵植物飛機草(Chromolaena odorata)與兩種本地植物(白葉蒿 Artemisia leucophylla,長波葉山螞蝗 Desmodium sequax)的混種。 

  研究結果表明,干旱的土壤遺留效應對飛機草具有顯著的促進作用,這種促進作用很有可能是因為前期干旱增加了土壤中速效磷含量;其次,極端降雨土壤遺留效應在不同林型中對飛機草影響不同,橡膠林中,降雨增加可能會促進飛機草的入侵性,而次生林中,干旱會促進飛機草的入侵。該研究還指出土壤養分及微生物在這一過程中起著重要的調控作用。該研究有助于我們科學預測未來降水格局與土地利用類型改變對外來入侵植物入侵趨勢的影響。 

  相關研究結果近期以Soil legacy effect of extreme precipitation on a tropical invader in different land use types 為題發表在Environmental and Experimental Botany上。版納植物園生物入侵生態學研究組2019級碩士石雄為該文第一作者,李委濤助理研究員和鄭玉龍研究員為論文共同通訊作者。該項研究得到云南省自然科學基金青年項目的支持。

 

實驗設計示意圖

三種降雨處理下,飛機草在各林型土壤生長的生物量(a)與生物量占比(b)

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