互花米草与土著生态系统中土壤生物主要功能群的相互作用及其群落与生态系统水平的后果

外来植物与土著生态系统中土壤生物的相互作用可能对入侵过程形成正反馈，是外来种成功入侵的重要机制之一；同时可能产生不可忽视的群落和生态系统水平的后果；因而已成为当前入侵生态学关注的热点。本项目拟以入侵我国海滨湿地的外来种互花米草为对象，应用分子生物学、种群生物学、群落生态学和生态系统生态学的原理和方法，研究其在我国典型河口盐沼中与土著生态系统土壤生物群落主要功能群相互作用的格局、对入侵过程的反馈以及群落和生态系统水平的后果，阐明该外来入侵植物快速成功入侵的可能新机制，揭示互花米草直接或间接影响盐沼生态系统结构和功能的机制，为该物种的依据管理（evidence-based management）提供实验证据。可望通过本项目的实施，在植物入侵生态学这一新领域的研究方法与理论上取得重要的原创性成果，推动我国入侵生态学研究的发展，并形成一支在该领域中具有国际影响力的研究队伍，享有一定的学术声誉。

外来植物与土著生态系统中土壤生物的相互作用及其后果已成为当前入侵生态学关注的热点。本项目主要以入侵我国海滨湿地的外来种互花米草为对象，应用分子生物学、种群生物学、群落生态学和生态系统生态学的原理和方法，研究了其在我国典型河口盐沼中与土著生态系统土壤生物群落主要功能群相互作用的格局、对入侵过程的反馈以及群落和生态系统水平的后果。主要发现点如下：. 1）外来植物互花米草可能将其内生致病性镰刀菌Fusarium palustre从原产地北美携带到入侵地中国海岸带盐沼湿地，使之在土著植物群落中传播，引发了土著植物芦苇顶枯病的发生，并改变外来种与土著种之间的竞争平衡，从而间接促进了其自身的入侵。. 2）互花米草具有主要通过硫酸盐还原菌固氮的特性，其与蟹类扰动共同影响土壤中的自由固氮速率。互花米草群落的平均固氮速率为1～67mg•m-2•d-1，且随着其群落年龄的增长而增加。蟹类扰动使新建成的互花米草群落土壤固氮速率降低，但使老的互花米草群落下的固氮速率升高。土壤固氮速率与固氮基因nifH的多样性呈正相关关系。. 3）蟹类扰动影响外来植物互花米草与土著植物芦苇和海三棱藨草的种间关系。在控制实验中，单种的3种植物的生长在蟹类扰动处理中均得到促进，生物量提高。在有蟹类扰动时，互花米草具有竞争优势；在无蟹类扰动时，土著植物的相对竞争能力较强。蟹类扰动改变种间关系是通过改变土壤特性（尤其是氮的可利用性）所实现的。. 4）互花米草入侵对大型底栖动物的总密度和物种多样性没有显著影响，但是影响群落的结构，尤其是通过影响底栖动物的营养过程而改变物种的相对多度；此外，互花米草的入侵还影响盐沼蟹类的生态系统功能（如土壤和营养的转运）。. 5）在互花米草入侵的盐沼中首次发现土著昆虫素毒蛾发生了食性转移，该现象具有重要的进化意义。. 6）互花米草的种内杂交所导致的遗传混合可能是其能大举入侵的重要生物学机制，值得深入探讨。. 总之，互花米草与我国长江河口盐沼生态系统中土著土壤生物功能群之间的相互作用，一方面对其入侵具有明显的正反馈，另一方面对被入侵生态系统具有重要的群落和生态系统以及进化后果。该项目的成果加深了我们对植物入侵机制和间接影响的认识，有力地推动了入侵生态学的发展。. 本项目共发表论文24篇，其中SCI论文18篇，获得教育部自然科学奖二等奖1项。