入侵力与可入侵性的变化：生态系统工程影响植物—微生物—土壤反馈的效应

植物-微生物-土壤反馈关系是植物表现、群落组成的基础，而作为中心环节的微生物，其功能具有生境依赖性。许多入侵生物是典型的生态系统工程师，因而很有可能通过改变生境的物理性质，影响引入地土壤微生物的组成与活性，导致该反馈关系的变化，并因此改变入侵力与可入侵性。本研究将以入侵植物加拿大一枝黄花为对象，揭示其生态系统工程是否会改变微生物的生境，进而影响腐殖质分解与硝化速率、及根际真菌（AM）的群落组成，并因此引起植物根际环境的进一步变化，包括氮素存在形式与浓度、根际真菌侵染率等，从而最终影响入侵植物与其主要土著竞争者的生长表现与种群动态。本项目以期通过这一系列研究，促进对植物功能多样性的认识，并区分生物地化循环、互利共生者在植物表现中的作用与相对重要性，进而为深入植物-微生物-土壤反馈关系形成与发展的原因提供帮助，同时为入侵区域恢复过程中生境的调控提供依据。

生物入侵被认为是当前最棘手的三大环境问题之一。本项目的研究涵盖了生物入侵的四方面内容：外来植物入侵力，土著群落可入侵性、入侵的动态与后果，入侵管理。具体为（1）我们采用空间代替时间序列法，研究互花米草16年的入侵历史，结果发现入侵植物互花米草具有显著的生态系统工程效应。该入侵植物通过促进淤积而抬升土壤高程，导致潮汐浸没时间减少，限制了营养输入、并降低了土壤水分含量从而提高了盐胁迫；同时，互花米草积累了大量直立凋落物从而减少光照强度。这些生境的变化，抑制了该植物的生长。由此可见，入侵植物通过生态系统工程对生境的影响，将对其表现具有负效应。（2）具有耐受非资源胁迫生理机制的外来植物，生长与繁殖更好，竞争排斥土著种能力在胁迫生境中更强。入侵植物互花米草可同时进行乙醇和乳酸发酵，所以在潮滩等氧胁迫生境条件下的代谢活性较高，生长不受限制；同时，互花米草在较大的环境梯度内维持高的生长速度；相反，土著种芦苇的生长速率随着盐度的升高而降低。因而，当盐胁迫达到某阈值（8‰），互花米草的生长速度将超过不断下降的芦苇的生长速率，从而具有更大的资源捕获率而获得竞争优势，并且这种优势随着盐度的升高和时间而增加。（3）生理特征限制了土著种对非资源胁迫高的生境的占据，致使这类生境具有未被利用的资源，支持生态幅宽的外来植物爆发；遥感监测与田间连续调查发现，芦苇等土著植物不能利用靠海的滩涂，然而，入侵种互花米草可以很快占据；并且，非资源胁迫越高，土著建群种被竞争取代的越快，群落演替至入侵阶段的时间越短。实验证明，移栽进芦苇群落的互花米草，在高盐度区域很快取代芦苇。（4）依据干扰理论构建入侵区域的生境—专性管理体系，有利于全面理解影响管理效率的因素及其效应，进而强化效果、降低成本。根据干扰理论，入侵植物体系应具有6个属性构成，包括类型、时令、频次、程度、强度、面积。建议采取2因素试验，寻找各属性的有效水平。这些结果以论文的形式表现，已发表SCI源期刊论文4篇，中文核心期刊2篇。. 需要说明的是，项目在执行过程中，将研究对象由一个扩大至两个，以更深刻的理解外来植物的入侵力、群落可入侵性及其变化。原计划中以入侵植物加拿大一枝黄花为对象的内容，其结果正在进一步整理中，将以文章的形式逐步上传基金委成果网。