入侵植物对土壤微生物群落的影响研究

王奂

【摘 要】外来植物的入侵是全球三大最棘手的环境问题之一，其严重性仅次于栖息地丧失，目前已经成为一个全球性的问题。入侵植物不仅可以导致全球生物多样性的丧失，改变土壤微生物群落的多样性，还能对生态系统造成严重的破坏，带来巨大的经济损失。本文主要研究入侵植物对土壤微生物的群落的影响。

【关键词】入侵植物；土壤微生物群落；影响研究

1 入侵植物的危害

1.1 破坏生物多样性

外来植物的入侵可导致生态、物种以及遗传多样性的破坏和丧失，有的入侵植物可通过分泌化感物质，从而排斥其他物种，如水葫芦分泌的N-本胺萘胺可通过化感作用抑制其他水生植物的生长，从而在短期内迅速蔓延。还有的外来入侵植物挤占本地物种的生态位，污染基因库，打破生态平衡，与本地物种竞争阳光、水资源等，导致本地物种大量灭绝，影响生物的多样性。

1.2 威胁人类及牲畜的健康

有些外来入侵植物可直接威胁人类和牲畜的健康，如豚草，豚草的花粉会使人过敏，产生过敏性哮喘、皮炎、鼻炎、打喷嚏、流鼻涕等症状，严重者还会发生肺气肿、心脏病，甚至是死亡。据统计，美国每年有1460万人因豚草过敏而患病，被其列为有害杂草。

1.3 造成经济损失

外来植物的入侵可造成当地的经济损失，如额外的人力、物力治理入侵植物带来的环境污染、人类及牲畜的健康威胁等费用。

1.4 影响生产和生活

外來入侵植物如水葫芦，入侵后，短期内迅速大量蔓延，不仅堵塞河道，影响水运和水产养殖；还能吸附一些有毒的重金属物质，死后造成水体的二次污染，影响生活用水的质量。

1.5 影响社会文化的传播

一些水生入侵植物会破坏当地湖泊原有的环境，也会对当地的文化造成一定的影响。水葫芦、飞机草、紫茎泽兰等外来植物的入侵破坏了云南、广西等地原有的生态环境，也改变了原有的植被景观。

2 入侵植物对土壤微生物群落的影响及防治措施

2.1 入侵植物对土壤理化性质的影响

2.1.1 土壤PH值的改变

研究结果表明，紫茎泽兰、黄顶菊等植物的入侵会导致土壤PH值的增高，而豚草的入侵却会降低入侵地土壤的PH值。我国的云南省和四川省是紫茎泽兰入侵最为广泛的两个区域，而河北保定、衡水是黄顶菊重度入侵的区域、据分析，云南省被紫茎泽兰入侵后的土壤的PH值比未入侵前增高了0.52，四川省被紫茎泽兰入侵后的土壤的PH值则相对于入侵前增高了0.18。河北保定、衡水遭黄顶菊入侵的土壤的PH值分别比本地植物土壤PH值增高了0.7和0.57。

2.1.2 土壤有机碳含量的改变

外来植物的入侵对土壤有机物碳含量也有着重要的影响，入侵面积越大，入侵地土壤有机物碳含量越高。如紫茎泽兰、豚草、黄顶菊等外来植物的入侵会使得入侵地的土壤有机物碳含量增加，我国的云南、四川等地的土壤有机物碳含量分别较之前增加了48.6%和30.3%。

2.1.3 土壤总氮、磷、钾等含量的改变

外来植物的入侵也会引起入侵地土壤中一些化学元素含量的变化，如氮、磷、钾等元素。研究结果表明，紫茎泽兰、豚草、黄顶菊等植物的入侵会提高入侵地土壤中氮元素的含量，但对土壤中磷和钾总含量的影响不是很明显。

土壤PH、有机物含碳量、总氮、磷、钾等元素含量的改变均可对土壤微生物的群落造成影响，改变幅度不同，造成影响的程度也不一样。

2.2 入侵植物对土壤微生物群落结构的影响

外来入侵植物可通过多种途径影响土壤微生物群落的结构。例如：入侵植物可通过与入侵地的菌根真菌等结合，从而形成共生体使寄主植物获得更多的土壤营养，以利于增加入侵力。研究结果表明：①紫茎泽兰、豚草、黄顶菊等外来植物的入侵可导致入侵地土壤中丛枝菌根真菌（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长的病原菌真菌，而外来植物的入侵使得入侵区域的真菌含量降低，那么本地植物生长区域的真菌含量则会升高，从而对本地植物造成危害，外来植物成功入侵。②紫茎泽兰的入侵会提高入侵地土壤中放线菌的含量，黄顶菊的入侵反而会降低入侵地土壤放线菌的含量。一般情况下，放线菌在土壤水分少、有机质含量较高的土壤中含量较高，可促进土壤形成团粒结构而改善土壤。③外来植物的入侵阶段不同，入侵地土壤中的细菌群落也不同。有研究发现，重度入侵地土壤中的细菌种类普遍多于轻度入侵地和本地植物的土壤中的细菌种类。并且，重度入侵土中的常见有益细菌类群是芽孢杆菌属，如炭疽芽孢杆菌、弯曲芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等。

2.3 防治入侵植物对土壤微生物群落影响的相关措施

2.3.1 完善风险评估制度，建立统一协调的管理体系

入侵植物带来的危害较多，人类和牲畜的健康、生态系统的破坏等，因此相关部门应完善风险评估制度，积极根据入侵植物的生物学特征、繁殖及传播能力、对生态环境的影响等方面进行风险评估。此外，还应建立包括检疫、环保、海洋、农业、林业、贸易及科研机构等多部门统一协调的管理体系，并综合运用多种方法如生物、物理方法等，从而探索最有效的防治方法及方案，全面、综合的开展植物入侵的防治工作。

2.3.2 其他

主要有以下几点：①大力保护没有受到外来植物入侵的生态系统，并严格防治外来植物的入侵；②对受到轻度入侵的生态系统进行优先保护及管理，采取切实、可行的防治措施，防止其入侵面积的扩大；③对入侵较为严重的生态系统，应控制好入侵边界，采取隔离措施；④有关部门应加强对入侵植物的研究，积极探索出有效的监测、管理及防治措施。

3 结语

外来植物的入侵已成为全球性的生态环境问题，目前我国还没有建立针对外来入侵植物的专项法规及条例，也没有防治入侵植物的危害的专门政策法规。外来植物的入侵不仅会破坏生物和土壤微生物群落的多样性，还会对生态系统造成严重的破坏，因此应加强对入侵植物的相关研究，提供足够的理论依据，从而有效的控制入侵植物带来的危害。

【参考文献】

[1]张桂花，彭少麟，李光义，李勤奋.外来入侵植物与地下生态系统相互影响的研究进展[J].中国农学通报，2009，6（14）：11-13.

[2]周虹霞，刘金娥，钦佩.外来种互花米草盐沼土壤微生物16S rRNA特征分析——以江苏省潮间带为例[J].云南农业大学学报，2006，21（6）：799-805.

[责任编辑：田吉捷]