不同入侵植物根際土壤養(yǎng)分、酶活性和微生物學(xué)特征

彭日民 彭勇 向國(guó)紅 楊澤良

摘要：為了研究入侵植物根際土壤酶活性及土壤微生物特征，以紫莖澤蘭（Ageratina adenophora）、飛機(jī)草（Eupatorium odoratum）、三葉鬼針草（Bidens pilosa）、黃頂菊（Flaveria bidentis）4種入侵植物根際土壤為對(duì)象，連續(xù)5年（2013—2017年）研究不同入侵植物根際土壤酶活性及土壤微生物特征并探討其入侵機(jī)制。結(jié)果顯示：（1）入侵植物的根際土壤pH值排序?yàn)轱w機(jī)草>黃頂菊>三葉鬼針草>紫莖澤蘭，其中飛機(jī)草和黃頂菊間、三葉鬼針草和紫莖澤蘭間的pH值差異不顯著;土壤有機(jī)碳、全氮、全鉀、微生物量碳和微生物量氮含量排序?yàn)樽锨o澤蘭>三葉鬼針草>黃頂菊>飛機(jī)草，不同入侵植物根際土壤有機(jī)碳、全氮、全鉀、微生物量碳和微生物量氮含量間的差異均顯著（P<0.05），而土壤全磷、微生物量磷含量間的差異均不顯著。（2）不同入侵植物土壤微生物數(shù)量以細(xì)菌最多，其次是放線(xiàn)菌，真菌最少;土壤細(xì)菌、真菌、放線(xiàn)菌數(shù)量和微生物總數(shù)量表現(xiàn)出一致的變化趨勢(shì)，其排序?yàn)樽锨o澤蘭>三葉鬼針草>黃頂菊>飛機(jī)草，不同入侵植物根際土壤細(xì)菌、放線(xiàn)菌數(shù)量和微生物總數(shù)量的差異均顯著（P<0.05）。（3）不同入侵植物根際土壤微生物豐富度指數(shù)（H）、均勻度指數(shù)（E）、碳源利用豐富度指數(shù)（S）和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（Ds）的排序?yàn)轱w機(jī)草>黃頂菊>三葉鬼針草>紫莖澤蘭，其中不同入侵植物根際土壤微生物群落多樣性指數(shù)的差異均顯著（P<0.05）。（4）不同入侵植物根際土壤纖維素酶活性、硝酸還原酶活性、酸性磷酸酶活性、蔗糖酶活性、脲酶活性和轉(zhuǎn)化酶活性呈一致的變化趨勢(shì)，其排序?yàn)轱w機(jī)草>黃頂菊>三葉鬼針草>紫莖澤蘭。（5）相關(guān)性分析和主成分分析結(jié)果表明，土壤適宜pH值的降低有利于土壤微生物繁殖，土壤有機(jī)碳、微生物量是維持土壤酶活性、土壤微生物群落多樣性的關(guān)鍵因子。由此可知，不同入侵植物可以改變土壤微生物特性和酶活性，創(chuàng)造對(duì)自身生長(zhǎng)有利的土壤環(huán)境，并借此增強(qiáng)其競(jìng)爭(zhēng)能力。

關(guān)鍵詞：入侵植物;土壤微生物量;土壤酶活性;土壤微生物群落多樣性

中圖分類(lèi)號(hào)： S451? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2021）21-0217-07

收稿日期：2021-04-26

基金項(xiàng)目：湘中地區(qū)園林植物有害生物調(diào)查與防控技術(shù)研究（編號(hào)：湘財(cái)政〔2015〕57號(hào)）。

作者簡(jiǎn)介：彭日民（1970—），男，湖南婁底人，碩士，實(shí)驗(yàn)師，主要從事植物保護(hù)與病蟲(chóng)害防治研究。E-mail：Rimingpengg@126.com。

通信作者：楊澤良，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事植物生態(tài)學(xué)研究。E-mail：bioinfo@qq.com。

整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)由多種子生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成，具有明顯的復(fù)雜性和多變性，尤其是對(duì)于陸地及海洋生態(tài)而言，由于分布大量動(dòng)植物，加上環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化[1-2]，其生態(tài)系統(tǒng)更為復(fù)雜，在植物的人為遷移干預(yù)下[3]，形成了明顯的外來(lái)物種這一獨(dú)特現(xiàn)象。外來(lái)物種具有正面效應(yīng)和負(fù)面效應(yīng)兩方面的效應(yīng);對(duì)于西紅柿、馬鈴薯等作物的引進(jìn)種植而言，明顯改善了作物種植種類(lèi)，對(duì)居民生活有益;一些花草等引入也利于增強(qiáng)美感;但是引入水葫蘆、豚草等植被后，則形成了明顯的外來(lái)物種入侵[4-5]，對(duì)于當(dāng)?shù)卦猩鷳B(tài)形成了較大威脅，破壞了原來(lái)的局部生態(tài)平衡，這也成為近些年來(lái)許多生物學(xué)家研究的重點(diǎn)，是生態(tài)學(xué)的研究焦點(diǎn)之一。對(duì)于外來(lái)植物而言，由于其產(chǎn)生巨大的排擠性，具有較強(qiáng)的生長(zhǎng)繁殖能力，加上缺乏相應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)物種，因此呈現(xiàn)較強(qiáng)的蔓延性，容易泛濫成災(zāi)，造成原有植被獲取的養(yǎng)分及水分下降，進(jìn)而使得生長(zhǎng)條件進(jìn)一步惡化。對(duì)于土壤生態(tài)而言，其質(zhì)量的重要性集中體現(xiàn)在活力和肥力兩大方面，此外，微生物群落分布也是對(duì)土壤狀況的體現(xiàn)，是其中的活躍因子，對(duì)于枯枝落葉等腐殖質(zhì)的降解起著關(guān)鍵作用，參與養(yǎng)分循環(huán)，制約著土壤活性，從而影響根系對(duì)養(yǎng)分的吸收利用，在維持植被生長(zhǎng)發(fā)育方面起著穩(wěn)定作用;根際土壤由于距離植被根系較近，成為植被吸收利用土壤養(yǎng)分及水分的媒介，更是微生物活動(dòng)的集中區(qū)，對(duì)于多種物質(zhì)和能量交換起著明顯的制約效應(yīng)[6-7]，在促進(jìn)生態(tài)平衡中起著舉足輕重的作用。在外來(lái)入侵植物的影響下，原有的根際土壤狀況發(fā)生了明顯改善，在一定程度上促進(jìn)了微生物活動(dòng)，這種微環(huán)境的改變反而對(duì)外來(lái)植被生長(zhǎng)有利，進(jìn)一步促進(jìn)了植被擴(kuò)張。因此從這個(gè)角度來(lái)看，探究外來(lái)物種入侵與微生物關(guān)系具有明顯的現(xiàn)實(shí)意義[4，8-9]，這也是近些年來(lái)許多學(xué)者研究的焦點(diǎn)之一，尤其是在外來(lái)植被影響下，原有植被群落分布結(jié)構(gòu)被打破[10]，枯枝落葉等凋落物構(gòu)成也發(fā)生了明顯改變，土壤肥力也會(huì)受到影響[11-12]。除此之外，化感物質(zhì)也會(huì)被外來(lái)物種釋放，在這種情況下，土壤微生物生長(zhǎng)環(huán)境發(fā)生改變，其新陳代謝等活動(dòng)受到影響，進(jìn)而通過(guò)微生物影響土壤活性及養(yǎng)分循環(huán)[5];外來(lái)物種入侵到新的區(qū)域后，由于缺乏必要的生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)，很容易形成較大面積的大肆繁衍，在生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)中能夠超越原有植被體系，土壤狀況及微生物活動(dòng)受到影響，進(jìn)而改變生物多樣性的特點(diǎn)[6-9]。在外來(lái)植被生長(zhǎng)的影響下，土壤的養(yǎng)分循環(huán)發(fā)生改變，很容易在短期內(nèi)有利于外來(lái)植被生長(zhǎng)，其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)將明顯超越土著植被，這將明顯加速外來(lái)物種入侵，例如在千屈菜入侵影響下，濕地的寬葉香蒲群落發(fā)生了明顯改變，對(duì)于土壤狀況而言，不僅有機(jī)質(zhì)含量發(fā)生了較大變化，而且氮的礦化速率發(fā)生了變化，形成了更為充足的氮供應(yīng)[13]。此外，蔥芥的入侵，導(dǎo)致土壤酸堿度發(fā)生改變，同時(shí)改變了氮磷等養(yǎng)分狀況，促進(jìn)了養(yǎng)分循環(huán)，在短期內(nèi)有利于植株生長(zhǎng)發(fā)育微環(huán)境的改善[14]。受外來(lái)植被入侵的影響，由于其短期內(nèi)形成明顯的擴(kuò)張繁殖，很容易導(dǎo)致土壤養(yǎng)分發(fā)生巨大改變，在短期內(nèi)容易出現(xiàn)養(yǎng)分下降的狀況，如冰草的入侵導(dǎo)致土壤碳、氮含量迅速下降[15-16]。從目前的情況看，關(guān)于外來(lái)植物入侵的研究多集中在其對(duì)土壤、微生物的影響方面，對(duì)于根際土壤作用機(jī)制的研究相對(duì)較少，基于此，本研究一方面立足于紫莖澤蘭、飛機(jī)草角度，另一方面立足于三葉鬼針草、黃頂菊角度來(lái)探究植被入侵對(duì)土壤酶活性的作用機(jī)制，同時(shí)對(duì)其作用于微生物的作用機(jī)制進(jìn)行探究，為了增強(qiáng)試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，本研究開(kāi)展了連續(xù)5年的實(shí)地觀測(cè)分析，從而更全面地探究外來(lái)植被的綜合影響，為土壤及微生物保護(hù)提供有益參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)在湖南人文科技學(xué)院進(jìn)行，試驗(yàn)開(kāi)始于2013年，連續(xù)進(jìn)行5年重復(fù)試驗(yàn)，紫莖澤蘭、飛機(jī)草、三葉鬼針草、黃頂菊種子由湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供，籽粒飽滿(mǎn)且大小較為接近、無(wú)蟲(chóng)害，首先用乙醚消毒種子，然后用蒸餾水進(jìn)行沖洗，之后在日光溫室內(nèi)開(kāi)展育苗試驗(yàn)。要求土質(zhì)為紅壤，待幼苗株高為30 cm時(shí)進(jìn)行移植，要求其長(zhǎng)勢(shì)基本接近，將幼苗種植于塑料盆（直徑、高度分別為25、35 cm）內(nèi)，每盆種植2株。為了便于試驗(yàn)，每種植物種植30盆，然后將植物置于日光溫室內(nèi)，溫度控制在25 ℃左右，濕度控制在40%～60%，每天分別在早、晚各澆1次水，要求持水量達(dá)到65%，待植株在花盆中生長(zhǎng)1個(gè)月后進(jìn)行施肥，主要施氮肥（NH4NO3）、磷肥[Ca（H2PO4）2]，要求施肥質(zhì)量濃度為0.55 g/L。

1.2 試驗(yàn)方法

采用抖落法對(duì)根際土進(jìn)行取樣[11-12]，首先將完整根際土取出花盆，然后將大塊土抖掉，并用小刀將非根際土刮下，同時(shí)借助刷子將根圍5 mm內(nèi)的土去掉，從而獲取根際土，在此過(guò)程中注意保護(hù)根系，將不同的根際土進(jìn)行混合，并分為3份：第1份直接置于速封袋內(nèi)，用于后續(xù)進(jìn)行含水量測(cè)試;第2份進(jìn)行風(fēng)干處理，對(duì)其酶活性等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定;第3份置于冰箱內(nèi)，用于后續(xù)開(kāi)展微生物狀況的測(cè)定，土壤容重借助環(huán)刀法進(jìn)行測(cè)定，并在此基礎(chǔ)上求出孔隙度[17]。

1.3 測(cè)定方法

首先采用稀釋法測(cè)定微生物數(shù)量，培養(yǎng)細(xì)菌、真菌、放線(xiàn)菌所用培養(yǎng)基分別為牛肉膏蛋白胨瓊脂、馬丁氏、高氏一號(hào)瓊脂培養(yǎng)基。微生物量碳、氮含量的測(cè)定采用浸提法，浸提比例分別為0.38、0.45[16]。

采用比色法測(cè)定酶活性，測(cè)定的酶具有多種類(lèi)型，不僅包括轉(zhuǎn)化酶、纖維素酶（二者分別體現(xiàn)的是1 g土樣在一定時(shí)間分解1 mg葡萄糖所消耗的酶量），還包括還原酶（體現(xiàn)的是1 g土樣在 1 min 內(nèi)分解1 μg NO2-所消耗的酶量）。此外，還需要對(duì)脲酶、酸酶進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定[17]。

在試驗(yàn)過(guò)程中還需要借助顏色平均變化率（average well color development，AWCD）分析方法對(duì)微生物的碳源利用狀況進(jìn)行分析，也能夠從該角度反映微生物豐度，具體采用如下計(jì)算公式[18]：

AWCD=∑（Ci-Ri）/n;

Pi=（Ci-Ri）/∑（Ci-Ri）;

H=-∑Pi（lnPi）;

Ds=1-∑Pi。

式中：Ci、Ri分別Wie基孔、對(duì)照孔吸光度;Pi為吸光度的比值;n為基孔數(shù);H為優(yōu)勢(shì)度指數(shù);Ds為均勻度指數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

在開(kāi)展指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析之前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的均值化處理，并充分考慮標(biāo)準(zhǔn)誤差[19]，然后用Excel 2010整理相關(guān)數(shù)據(jù)，用SPSS 21.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同入侵植物對(duì)根際土壤理化性質(zhì)的影響

由表1可以看出，4種入侵植物的根際土壤pH值為5.12～6.37，其排序?yàn)轱w機(jī)草>黃頂菊>三葉鬼針草>紫莖澤蘭，其中飛機(jī)草和黃頂菊間的差異不顯著，三葉鬼針草和紫莖澤蘭間的差異不顯著;土壤有機(jī)碳含量為9.03～12.54 g/kg，其排序?yàn)樽锨o澤蘭>三葉鬼針草>黃頂菊>飛機(jī)草，不同入侵植物根際土壤有機(jī)碳含量間的差異均顯著（P<0.05）;土壤全氮含量為0.97～1.89 g/kg，其排序?yàn)樽锨o澤蘭>三葉鬼針草>黃頂菊>飛機(jī)草，不同入侵植物根際土壤全氮含量間的差異均顯著（P<0.05）;土壤全磷含量為1.02～1.19 g/kg，其排序?yàn)樽锨o澤蘭>三葉鬼針草>黃頂菊>飛機(jī)草，不同入侵植物根際土壤全氮含量間的差異均不顯著;土壤全鉀含量為17.66～23.46 g/kg，其排序?yàn)樽锨o澤蘭>三葉鬼針草>黃頂菊>飛機(jī)草，不同入侵植物根際土壤全鉀含量間的差異均顯著（P<0.05）;土壤微生物量碳含量為301.88～437.56 mg/kg，其排序?yàn)樽锨o澤蘭>三葉鬼針草>黃頂菊>飛機(jī)草，不同入侵植物根際土壤微生物量碳含量間的差異均顯著（P<0.05）;土壤微生物量氮含量為99.81～129.56 mg/kg，其排序?yàn)樽锨o澤蘭>三葉鬼針草>黃頂菊>飛機(jī)草，不同入侵植物根際土壤微生物量氮含量間的差異均顯著（P<0.05）;土壤微生物量磷含量為31.78～34.98 mg/kg，其排序?yàn)樽锨o澤蘭>三葉鬼針草>黃頂菊>飛機(jī)草，不同入侵植物根際土壤微生物量磷含量間的差異均不顯著。

2.2 不同入侵植物對(duì)根際土壤微生物數(shù)量的影響

由圖1可以看出，不同入侵植物根際土壤中的微生物數(shù)量以細(xì)菌最多，其次是放線(xiàn)菌，真菌數(shù)量最少;根際土壤細(xì)菌、真菌、放線(xiàn)菌數(shù)量和微生物總數(shù)量表現(xiàn)出一致的變化趨勢(shì)，其排序?yàn)樽锨o澤蘭>三葉鬼針草>黃頂菊>飛機(jī)草，不同入侵植物根際土壤間細(xì)菌、放線(xiàn)菌數(shù)量和微生物總數(shù)量的差異均顯著（P<0.05）。在根際土壤真菌數(shù)量上，其排序基本表現(xiàn)為紫莖澤蘭>三葉鬼針草>黃頂菊>飛機(jī)草，飛機(jī)草和黃頂菊間的根際土壤真菌數(shù)量差異不顯著，黃頂菊和三葉鬼針草間的根際土壤真菌數(shù)量差異不顯著，紫莖澤蘭、黃頂菊、三葉鬼針草根際土壤的真菌數(shù)量均顯著高于飛機(jī)草（P<0.05）。

2.3 不同入侵植物對(duì)土壤群落多樣性的影響

由圖2可知，4種入侵植物根際土壤微生物豐富度指數(shù)（H）為8.67～15.42，其排序?yàn)轱w機(jī)草>黃頂菊>三葉鬼針草>紫莖澤蘭，且不同入侵植物間的根際土壤微生物豐富度指數(shù)差異均顯著（P<0.05）;土壤微生物均勻度指數(shù)（E）為0.55～0.92，其排序?yàn)轱w機(jī)草>黃頂菊>三葉鬼針草>紫莖澤蘭，且不同入侵植物間的根際土壤微生物均勻度指數(shù)差異均顯著（P<0.05）;土壤微生物碳源利用豐富度指數(shù)（S）、土壤微生物優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（Ds）分別為0.51～0.78、18.78～25.11，且不同入侵植物間的根際土壤微生物碳源利用豐富度指數(shù)和土壤微生物優(yōu)勢(shì)度指數(shù)差異均顯著（P<0.05）。

2.4 不同入侵植物對(duì)根際土壤酶活性的影響

由圖3可以看出，4種入侵植物根際土壤纖維素酶、硝酸還原酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性的排序?yàn)轱w機(jī)草>黃頂菊>三葉鬼針草>紫莖澤蘭，且不同入侵植物根際土壤纖維素酶、硝酸還原酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性間的差異均顯著（P<0.05）;脲酶和轉(zhuǎn)化酶活性的排序?yàn)轱w機(jī)草>黃頂菊>三葉鬼針草>紫莖澤蘭，且三葉鬼針草和紫莖澤蘭間的差異不顯著，二者的酶活性顯著低于飛機(jī)草、黃頂菊（P<0.05）。

2.5 土壤酶活性、微生物數(shù)量與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性

不同入侵植物土壤酶活性、微生物數(shù)量與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性分析結(jié)果（表2）表明，土壤pH值與物種豐富度指數(shù)、碳源利用指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），與均勻度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）;土壤有機(jī)碳、微生物量碳含量與物種豐富度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、碳源利用指數(shù)呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），與均勻度指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）;細(xì)菌數(shù)量與物種豐富度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），與均勻度指數(shù)、碳源利用指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）。由表3可見(jiàn)，土壤硝酸還原酶活性與物種豐富度指數(shù)、碳源利用指數(shù)呈極其顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），與均勻度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）;土壤酸性磷酸酶活性與微生物群落多樣性指數(shù)均呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01）;轉(zhuǎn)化酶活性與碳源利用指數(shù)呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），與物種豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)呈顯著正相關(guān)（P<0.05），表明土壤pH值適當(dāng)降低有利于土壤微生物繁殖，土壤有機(jī)碳和微生物量是維持土壤酶活性、土壤微生物群落多樣性的關(guān)鍵因子。

2.6 土壤酶活性、微生物數(shù)量與土壤理化性質(zhì)的主成分分析

本研究以土壤酶活性、微生物數(shù)量與土壤理化性質(zhì)作為原變量，通過(guò)計(jì)算變量方差和協(xié)方差矩陣的特征量，將多個(gè)變量通過(guò)降維對(duì)土壤酶活性、微生物數(shù)量與土壤理化性質(zhì)進(jìn)行集中和提取，識(shí)別出起主導(dǎo)作用的指標(biāo)。由表4可以看出，第1、第2主成分特征值占總方差的比例已經(jīng)大于90%，即前2個(gè)主成分對(duì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)所涵蓋的大部分信息進(jìn)行了概括，其中第1主成分?jǐn)y帶的信息最多，達(dá)到80%以上，第1、第2、第3主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到95.310%，因此選取前3個(gè)因子作為主成分。表5中的土壤酶活性、微生物數(shù)量與土壤理化性質(zhì)對(duì)應(yīng)2個(gè)主成分的荷載，反映了主成分與變量的相關(guān)系數(shù)，載荷值大的可認(rèn)為是重要因子。第1主成分負(fù)荷最高的幾個(gè)指標(biāo)分別為土壤pH值、有機(jī)碳、微生物量碳含量與硝酸還原酶和酸性磷酸酶活性;第2主成分最高的幾個(gè)指標(biāo)分別為土壤pH值、有機(jī)碳含量、微生物量碳含量、細(xì)菌數(shù)量和硝酸還原酶活性;第3主成分最高的幾個(gè)指標(biāo)分別為土壤pH值、微生物量碳含量、細(xì)菌數(shù)量和硝酸還原酶和酸性磷酸酶活性，與相關(guān)性分析結(jié)果相一致。

3 討論

由本研究結(jié)果看出，雖然入侵植物種類(lèi)不同，但是對(duì)于根際土壤養(yǎng)分的增加起著積極作用，能夠促進(jìn)微生物量的增加，但是對(duì)于土壤的pH值起著降低作用，對(duì)于入侵植被而言，由于其生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)等原因，呈現(xiàn)大量擴(kuò)散的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，根系分布更為密集，這對(duì)于土壤的孔隙度起著明顯的降低作用，同時(shí)還導(dǎo)致土壤容重下降;對(duì)于土壤質(zhì)量而言，其體現(xiàn)指標(biāo)不僅包含肥力和活性，酸堿度及微生物量等均能夠體現(xiàn)其質(zhì)量狀況，在酸堿度適宜的情況下，能夠顯著促進(jìn)植被生長(zhǎng)發(fā)育，過(guò)高或過(guò)低的pH值都不利于植被生長(zhǎng)，也不利于微生物的新陳代謝，一旦pH值出現(xiàn)較大幅度下降，很容易出現(xiàn)根區(qū)酸化的現(xiàn)象，這對(duì)于養(yǎng)分的吸收利用起著促進(jìn)作用，會(huì)增加其酶活性，對(duì)于微生物活動(dòng)起著積極作用。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于4種入侵植被而言，其根際pH值均呈現(xiàn)降低水平，主要原因在于在入侵植被影響下，其根系在土壤中呈擴(kuò)展式分布，土壤結(jié)構(gòu)受此影響也發(fā)生改變，土壤養(yǎng)分得以提升，促進(jìn)了陰陽(yáng)離子的溶解，從而形成了較低的pH值。

不少學(xué)者通過(guò)實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)，入侵并成功存活的植被能夠在短期內(nèi)吸收大量土壤養(yǎng)分，從而制約了原有植物對(duì)養(yǎng)分的吸收利用，進(jìn)而破壞原有植被群落分布，打破了局地生態(tài)平衡，形成明顯的生物入侵危害[18-22]。對(duì)于外來(lái)植被而言，在其入侵影響下，土壤的根際微生物分布活動(dòng)受到影響[9-21]，養(yǎng)分條件改變。通過(guò)連續(xù)5年的觀測(cè)分析可知，由于入侵植被不同，土壤微生物結(jié)構(gòu)也存在較大差異，其中數(shù)量最多的是細(xì)菌，而放線(xiàn)菌、真菌數(shù)量相對(duì)較少，這3種菌群的數(shù)量變化走勢(shì)與微生物總數(shù)基本一致，對(duì)于這4種植被而言，其微生物數(shù)量最多的是紫莖澤蘭，其次是三葉鬼針草、黃頂菊，飛機(jī)草的數(shù)量最少，且不同植被的根際微生物分布狀況呈現(xiàn)顯著的差異水平，并通過(guò)了0.05水平的顯著性檢驗(yàn)。從另一個(gè)角度看，不同入侵植被對(duì)微生物群落的影響也存在較大差異[21，23]，但總體而言微生物數(shù)量得以明顯提升。在土壤生態(tài)系統(tǒng)中，微生物能夠有效地促進(jìn)物質(zhì)和能量交換，在有機(jī)質(zhì)降解過(guò)程中起著關(guān)鍵作用，從而促進(jìn)養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，利于植物吸收利用。綜合看來(lái)，在植被入侵過(guò)程中，無(wú)論是土壤酶活性還是微生物，都起著關(guān)鍵作用，受入侵植被影響，原本的土壤和植被平衡被打破，對(duì)于群落分布產(chǎn)生著重要影響[5，9]。微生物自身新陳代謝等活動(dòng)需要從土壤中獲取一定的能量，但更為關(guān)鍵的是微生物能夠有效地分泌酶，直接在養(yǎng)分循環(huán)過(guò)程中發(fā)揮積極作用，從而促進(jìn)土壤活性的提升[24-25]。通過(guò)對(duì)比分析得知，受入侵植被的影響，無(wú)論是還原酶、纖維素酶，還是酸性磷酸酶、脲酶等，其含量分布均體現(xiàn)出類(lèi)似的態(tài)勢(shì)，含量最高的植被區(qū)為飛機(jī)草，其次是黃頂菊、三葉鬼針草，而紫莖澤蘭植被區(qū)含量最低，主要原因是對(duì)于不同的入侵植被而言，其根系特點(diǎn)存在較大差異，因此釋放的化感物質(zhì)也不同，從而影響微生物分布，進(jìn)而導(dǎo)致不同的酶活性[4，6，23]。

通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比分析得知，受入侵植被的影響，無(wú)論是微生物數(shù)量還是酶活性均呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢(shì)，以往學(xué)者也發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象[11-12，21]，雖然入侵植物種類(lèi)不同，但是對(duì)于根際土壤養(yǎng)分的增加起著積極作用，能夠促進(jìn)微生物量的提高，但是對(duì)于土壤的pH值起著降低作用[11-13]。入侵植被對(duì)土壤養(yǎng)分的作用機(jī)制具有明顯的復(fù)雜性，一方面與土壤特性及環(huán)境因子有密切關(guān)系，另一方面受到入侵時(shí)間及土著植被生長(zhǎng)狀況的影響[5-7]，此外，還受到植被類(lèi)型差異的制約，從而形成了一系列生物及非生物影響因素。通過(guò)相關(guān)性分析得知，土壤環(huán)境受到其理化特點(diǎn)的顯著影響，同時(shí)一方面受到酶活性制約，另一方面受到微生物的制約，此外，微生物活動(dòng)及群落分布也受到土壤理化特質(zhì)的制約，只是具有不同的作用機(jī)制;此外，酶活性及微生物也能夠?qū)ν寥览砘匦援a(chǎn)生制約效應(yīng)，也就是說(shuō)二者具有明顯的相輔相成特點(diǎn)。綜合分析可知，在不同的入侵植被影響下，土壤狀況也會(huì)發(fā)生明顯改變。

由于入侵的植被有明顯差異，它們對(duì)微生物數(shù)量的影響效應(yīng)也有差異[26-27]，其中數(shù)量最多的是細(xì)菌，占比超過(guò)了90%，而真菌數(shù)量相對(duì)較少，總體而言，微生物數(shù)量有所提升。通過(guò)相關(guān)分析得知，土壤理化特性決定著微生物的生長(zhǎng)環(huán)境，反之，酶活性及微生物也能夠?qū)ν寥览砘匦援a(chǎn)生制約效應(yīng)，三者之間存在密切關(guān)系。適宜的土壤pH值能夠促進(jìn)微生物新陳代謝等活動(dòng)，促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)而改善土壤活性，增加酶的分泌，在改善土壤理化環(huán)境的同時(shí)改善自身生長(zhǎng)環(huán)境。對(duì)于植被入侵的研究，僅從根際土壤方面加以探究還存在明顯的局限性，應(yīng)從多個(gè)角度探究其與土壤、微生物、環(huán)境因子之間的關(guān)系，通過(guò)系統(tǒng)性研究探究其作用機(jī)制，揭示其入侵響應(yīng)機(jī)制。

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