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不同类型重金属胁迫下不同入侵程度的入侵植物和本地植物凋落物共同分解对土壤细菌群落结构之影响
加入时间:2025年07月23日 06:00 来源:王从彦  访问量:

当前,生物入侵不仅是全球变化的重要组成部分,且生物入侵也是其他全球变化因素的重要驱动因子。然而,全球变化和生物入侵正在显著改变生态系统的物种组成、结构、功能,已对全球范围内的生物多样性安全造成了严重威胁,且已成为全球性的重大环境与经济问题,并受到了全球社会各界的广泛关注。所以,阐明入侵植物成功入侵的关键机理已成为当前入侵生态学研究领域的关键科学问题之一。

入侵植物成功入侵的一个重要原因就是入侵植物可以通过凋落物分解和土壤微生物产生互作,即:入侵植物通过其凋落物的分解释放各种营养物质,改变土壤营养循环,并影响土壤微生物的代谢活性及其群落结构,从而营造出一个更利于其进一步入侵进程的土壤微环境。因此,入侵植物可通过凋落物分解途径形成植物-土壤互作关系,特别是可以与土壤微生物群落形成正反馈,进而利于其自身入侵。

近年来,重金属污染介导的环境生态风险日益凸显,且重金属可能显著影响植物凋落物的分解进程。同时,铅和铜是两种影响植物和土壤微生物的主要重金属种类,且两者常常在华东地区形成复合污染。而不同类型的重金属污染可能显著影响入侵植物凋落物的分解进程,进而影响土壤酶活性以及土壤微生物代谢活性和群落结构,从而影响生态系统的结构和功能。因此,阐明不同类型的重金属污染下入侵植物凋落物的分解进程,特别是不同入侵程度的入侵植物凋落物的分解进程,对土壤酶活性以及土壤微生物代谢活性和群落结构的影响,对阐明入侵植物成功入侵的驱动机理至关重要。因此,亟待深入解析并进一步阐明不同类型的重金属污染下耦合调控不同入侵程度的入侵植物凋落物的分解进程的关键驱动机理,以期为有效实现其环境风险评估和预警防控奠定强力的理论支撑和科学依据。

基于此,我所王从彦研究团队(江苏大学入侵生物学研究团队)聚焦当前入侵生态学领域备受关注的重大前沿科学问题之一,并独辟蹊径,重点解析两种重金属铅和铜单一污染及其复合污染(包括铜污染、铅污染、铅和铜复合污染以及对照)下入侵植物反枝苋和归化植物苋菜叶片凋落物的单一分解及其共同分解对土壤酶活性和土壤细菌群落结构的影响及其关键调控机理。

本研究的主要结论具体如下:

1. 无重金属污染下,反枝苋的分解速率低于苋菜的分解速率。

2. 无重金属污染下,反枝苋和苋菜共同分解的分解速率随反枝苋入侵程度的增加而增加。

3. 铅和铜单一污染及其复合污染下,重金属对反枝苋和苋菜的分解速率产生一定程度的抑制作用。

4. 铅和铜单一污染及其复合污染下,重金属对反枝苋和苋菜共同分解速率产生的抑制作用随反枝苋入侵程度的增加而减少。

5. 本研究提出了阐明重金属促进入侵植物凋落物分解的调控理论(即:The theory of heavy metals facilitate the decomposition process of invasive plants)。


全文链接https://doi.org/10.1007/s10530-025-03636-y




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