植物入侵对凋落物分解过程的影响综述
摘要：凋落物的分解过程是生态系统中不可或缺的一部分，起到有机物周转以及物质循环的作用。一些研究表明，入侵植物通过凋落物方面的影响，可能会导致分解微生物的生物量、食碎屑者的丰度以及微生物的丰度不同程度的增加，这可能是由于入侵植物凋落物的数量与质量（包括C与N的释放量、C/N比、N矿化率以及酶的活性等）普遍高于土著植物。由此可知，植物入侵可能会支持更多的分解者，其机制就在于通过凋落物途径刺激养分的释放以及减少根际摄食提高养分吸收。在凋落物分解速率方面，入侵植物凋落物的分解速率普遍高于土著植物，使得养分循环速率显著增加。
关键词：植物入侵；凋落物；养分循环；土壤微生物；土壤动物
引言：植物入侵，现正在发生的全球变化中的一个重要组成部分，是当今生态学家极其关注的研究领域之一，(Ehrenfeld, 2003; Levine et al., 2003; Zedler amp; Kercher, 2004), 而是评价外来植物入侵对其入侵地生物多样性与生态系统功能的影响是该领域的研究热点之一 (Vitousek et al., 1987; Drsquo;Antonio amp; Kark,2002)。到目前为止, 植物入侵生态后果的研究大部分都集中在外来植物入侵对生态系统地上部分的影响, 包括外来植物如何影响其入侵地的植物多样性与生态系统地上部分消费者的多样性, 而对于生态系统地下部分的生物多样性及生态系统过程影响的研究相对较少(Ehrenfeld, 2003; Levine et al., 2003)。随着研究深入，对生态系统地下部分进一步重视(Copley, 2000; Callaway et al., 2004; De Deyn et al., 2004; Johnson et al., 2004; Wardle et al., 2004), 生态学家们越来越重视对外来植物入侵对土壤生物多样性及生态系统过程的影响的研究(Belnap amp; Phillips, 2001; Kourtev et al., 2002; Duda et al., 2003; Ehrenfeld, 2003; Hook et al., 2004; Rice et al., 2004)。在研究地下部分的大多数实验结果中，植物入侵都会导致被入侵的生态系统中的土壤群落多样性和丰度产生变化，方向和大小不一(Belnap amp; Phillips 2001; Kourtev et al. 2003; Callaway et a 2004)，Vila et al.2011)。综合一些研究表明，入侵植物可能通过凋落物途径（生态系统过程之一）间接影响了被入侵的生态系统的土壤群落多样性和丰度(Ehrenfeld 2003; Prescott amp; Zukswert 2016)。
大多数成功入侵的植物通过改变碎屑输入与物理环境来改变凋落物的质量和数量，与较土著植物所产生的凋落物相比，入侵植物的凋落物分解更快，分解者由此得到了更多的养料(Ehrenfeld 2003; Liao et al. 2008; Prescott amp; Zukswert 2016)。入侵植物凋落物的碎屑数量与适口性都会不同程度的改变，这影响了土壤生物（包括微生物、土壤动物）(Reinhart amp; VandeVoort 2006; Bastow et al. 2008; Wolkovich et al. 2009)。除此之外，凋落物的质量和数量方面的变化，可能改变被入侵的生境的性质（如pH、土壤湿度以及光照），由此导致土壤生物群发生改变(Kappes et al. 2007; McGrathamp; Binkley 2009; Robson et al. 2009; Wolkovich 2010)。其次，通过摄食土壤微生物，食微生物和微生物能刺激微生物循环，将被微生物锁定的有机物以及营养物质释放出来，达到植物的养分循环利用率提升的目的（Zhang , Ji, Wu, Hu 2018）。
1、对微生物的影响
入侵植物和土著植物比起来，其凋落物更有利于分解者，使细菌等微生物的种类与数量不同程度的增加(Moore et al. 2004)。凋落物—作为土壤微生物群落提供能量和食物来源，以碎屑为基础的土壤食物网的复杂性和稳定性通常由凋落物的数量与质量决定。入侵植物产生的凋落物多于土著植物。其次，在凋落物的分解速率方面，入侵植物也快于土著植物(Ehrenfeld 2003; Liao et al. 2008; Prescott amp; Zukswert 2016)。凋落物分解率越快，凋落物的质量越高(C/N比值和或木质素N比值越低) (Lee et al. 2017)。凋落物数量和质量的增加，使得土壤生物群落有了更多可利用的C等资源，这又不同程度的增加了微生物的数量与种类，使得土壤分解者的多样性更加丰富(Prescott amp; Zukswert 2016)。
2、对土壤动物的影响
一些研究结果表明，土壤中的食碎屑者多样性或生物量的增加，与植物入侵有关。Aplet(1990)研究了美国夏威夷上的一种入侵植物 (Myrica faya)，发现土壤中蚯蚓（食碎屑者中的一种）的生物量, 在被入侵的土壤中多于未被入侵的土壤。。Kourtev等(1999)研究发现，在美国新泽西州的两种入侵植物群落中，其单位面积土壤中的蚯蚓数量，比起土著植物群落中的，显著的增加了。Gremmen等(1998)对新西兰次南极区群岛入侵植物群落与土著植物群落进行了研究，发现入侵植物土壤中有更多的食碎屑者。米草属(Spartina)植物是典型的滨海湿地入侵植物, 被其入侵的土壤中，食碎屑者总密度和丰富度大多都高于未被入侵的土壤(Lana amp; Guiss, 1991; Dumbauld et al., 1997)。同时，还有一些截然相反的研究结果，植物入侵可能会减少土壤中食碎屑者的数量与物种多样性。如Belnap和Phillips(2001)的研究，旱雀麦入侵美国犹他州，使土壤食碎屑者数量降低, 物种数也由原先的19种减到了8种。French和Major(2001)的研究发现, 一种入侵南非的金合欢属植物(Acacia)群落与土著植物群落相比, 土壤中蚂蚁的物种数虽然没有显著差异, 但蚂蚁的个体数量显著减少, 群落组成也显著不同。
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