入侵植物對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土壤微生物的群落的影響。

【關(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，從而在短期內(nèi)迅速蔓延。還有的外來入侵植物擠占本地物種的生態(tài)位，污染基因庫，打破生態(tài)平衡，與本地物種競爭陽光、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，豚草的花粉會使人過敏，產(chǎn)生過敏性哮喘、皮炎、鼻炎、打噴嚏、流鼻涕等癥狀，嚴(yán)重者還會發(fā)生肺氣腫、心臟病，甚至是死亡。據(jù)統(tǒng)計，美國每年有1460萬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 影響社會文化的傳播

一些水生入侵植物會破壞當(dāng)?shù)睾丛械沫h(huán)境，也會對當(dāng)?shù)氐奈幕斐梢欢ǖ挠绊憽ＫJ、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 入侵植物對土壤微生物群落的影響及防治措施

2.1 入侵植物對土壤理化性質(zhì)的影響

2.1.1 土壤PH值的改變

研究結(jié)果表明，紫莖澤蘭、黃頂菊等植物的入侵會導(dǎo)致土壤PH值的增高，而豚草的入侵卻會降低入侵地土壤的PH值。我國的云南省和四川省是紫莖澤蘭入侵最為廣泛的兩個區(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值則相對于入侵前增高了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使得入侵地的土壤有機(jī)物碳含量增加，我國的云南、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、鉀等元素。研究結(jié)果表明，紫莖澤蘭、豚草、黃頂菊等植物的入侵會提高入侵地土壤中氮元素的含量，但對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養(yǎng)，以利于增加入侵力。研究結(jié)果表明：①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長的病原菌真菌，而外來植物的入侵使得入侵區(qū)域的真菌含量降低，那么本地植物生長區(qū)域的真菌含量則會升高，從而對本地植物造成危害，外來植物成功入侵。②紫莖澤蘭的入侵會提高入侵地土壤中放線菌的含量，黃頂菊的入侵反而會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。③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 防治入侵植物對土壤微生物群落影響的相關(guān)措施

2.3.1 完善風(fēng)險評估制度，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)險評估制度，積極根據(jù)入侵植物的生物學(xué)特征、繁殖及傳播能力、對生態(tài)環(huán)境的影響等方面進(jìn)行風(fēng)險評估。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)：①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；②對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；③對入侵較為嚴(yán)重的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)控制好入侵邊界，采取隔離措施；④有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對入侵植物的研究，積極探索出有效的監(jiān)測、管理及防治措施。

3 結(jié)語

外來植物的入侵已成為全球性的生態(tài)環(huán)境問題，目前我國還沒有建立針對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破壞生物和土壤微生物群落的多樣性，還會對生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞，因此應(yīng)加強(qiáng)對入侵植物的相關(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。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]