潘开文团队在植物入侵对土壤生物和酶活性的影响研究方面取得新的进展
来源：生态环境修复中心
时间：2025-02-20
植物入侵是全球环境变化的重要组成部分，可通过根际输入显著改变土壤生物区系和土壤生物活性，对陆地生态系统有机质分解和养分循环至关重要。然而，植物入侵下，入侵植物生长形式、化感作用、生态系统类型和土壤生物以及土壤酶活性之间的关系尚不明确，入侵植物入侵机理需要进一步深入诠释。
基于此，中国科学院成都生物研究所工程扰损生态系统格局过程与修复创新团队博士研究生Zebene Negesse在潘开文研究员和张林副研究员的指导下，通过对全球107项研究的688组数据进行Meta分析，量化了土壤生物功能群、土壤酶活、微生物生物量、土壤呼吸、氮矿化、氮硝化以及土壤养分水平（有效氮和有效磷）对植物入侵下，入侵植物的生长形式、化感作用和生态系统类型的响应。结果表明，植物入侵减少了植食性、食腐性和杂食性动物的丰度，但增加了丛枝菌根真菌（AMF）生物量、微生物生物量（MBC和MBN）。此外，入侵植物根际土壤中的微生物生物量、氮矿化、土壤呼吸、有效养分（N和P）和养分储量均高于乡土植物土壤；入侵植物土壤中的碳分解酶、氮和磷释放酶的活性也显著高于乡土植物土壤。研究表明，入侵植物通过增强土壤酶活性和微生物生物量，加速了土壤氮和磷的循环，从而促进了入侵植物的定殖；尽管入侵植物有利于提高土壤养分，但抑制了土壤无脊椎动物、捕食性动物、肉食性动物、食碎屑动物的丰度，不利于土壤生物多样性的保护及土壤健康的维持。研究结果为深入理解入侵植物入侵机制及其生态后果提供了新的视角，有利于入侵植物的防控。
上述研究结果于2025年1月以“Plant invasions alter soil biota and microbial activities: a global meta - analysis”为题发表在国际重要学术期刊Plant and Soil杂志上。成都生物研究所博士研究生Zebene Negesse为论文的第一作者，通讯作者为成都生物研究所潘开文研究员和张林副研究员。本研究得到第二次青藏高原综合科学考察研究（2019QZKK0303）、中国三峡建设集团公司项目（编号: JG-EP030222001, JG-EP030222002）以及雅江生物物种（植物）调查与评估项目的资助。
原文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s11104-025-07227-7
图1 植物入侵对土壤功能群（a）和微生物生物量（b）丰度的影响
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图2 植物入侵对土壤酶活性影响
图3 入侵植物类型对土壤微生物组成、捕食者丰度和土壤酶活性的影响
图4 入侵植物对土壤生物影响的概念图
