全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 22 期摇 摇 2012 年 11 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
CO2 浓度和温度升高对噬藻体 PP 增殖的联合作用 牛晓莹,程摇 凯,荣茜茜,等 (6917)………………………
1956—2009 年内蒙古苏尼特左旗荒漠草原的降水格局 陈摇 军,王玉辉 (6925)………………………………
两个污水处理系统的能值与经济综合分析 李摇 敏,张小洪,李远伟,等 (6936)…………………………………
退化草地阿尔泰针茅种群个体空间格局及关联性 赵成章,任摇 珩 (6946)………………………………………
地表覆盖栽培对雷竹林凋落物养分及其化学计量特征的影响 刘亚迪,范少辉,蔡春菊,等 (6955)……………
福州酸雨区次生林中台湾相思与银合欢叶片的 12 种元素含量 郝兴华,洪摇 伟,吴承祯,等 (6964)…………
“雨花露冶水蜜桃主要害虫与其捕食性天敌的关系 柯摇 磊,施晓丽,邹运鼎,等 (6972)………………………
大兴安岭林区 10 小时时滞可燃物湿度的模拟 胡天宇,周广胜,贾丙瑞 (6984)…………………………………
陕北风沙区不同植被覆盖下的土壤养分特征 李文斌,李新平 (6991)……………………………………………
南方型杨树人工林土壤呼吸及其组分分析 唐罗忠,葛晓敏,吴摇 麟,等 (7000)…………………………………
黑河下游土壤水盐对生态输水的响应及其与植被生长的关系 鱼腾飞,冯摇 起,刘摇 蔚,等 (7009)……………
树木胸径大小对树干液流变化格局的偏度和时滞效应 梅婷婷,赵摇 平,倪广艳,等 (7018)……………………
外来植物紫茎泽兰入侵对土壤理化性质及丛枝菌根真菌(AMF)群落的影响
于文清,刘万学,桂富荣,等 (7027)
…………………………………
……………………………………………………………………………
基于 Landsat TM的热带精细地物信息提取的模型与方法———以海南岛为例
王树东,张立福,陈小平,等 (7036)
…………………………………
……………………………………………………………………………
雪被去除对川西高山冷杉林冬季土壤水解酶活性的影响 杨玉莲,吴福忠,杨万勤,等 (7045)…………………
不同土壤水分处理对水稻光合特性及产量的影响 王唯逍,刘小军,田永超,等 (7053)…………………………
木蹄层孔菌不同居群间生长特性、木质素降解酶与 SRAP 标记遗传多样性
曹摇 宇,徐摇 晔,王秋玉 (7061)
……………………………………
…………………………………………………………………………………
加拿大一枝黄花入侵对土壤动物群落结构的影响 陈摇 雯,李摇 涛,郑荣泉,等 (7072)…………………………
间作对玉米品质、产量及土壤微生物数量和酶活性的影响 张向前,黄国勤,卞新民,等 (7082)………………
接种 AM真菌对玉米和油菜种间竞争及土壤无机磷组分的影响 张宇亭,朱摇 敏,线岩相洼,等 (7091)………
大亚湾冬季不同粒级浮游生物的氮稳定同位素特征及其与生物量的关系
柯志新,黄良民,徐摇 军,等 (7102)
………………………………………
……………………………………………………………………………
太湖水华期间有毒和无毒微囊藻种群丰度的动态变化 李大命,叶琳琳,于摇 洋,等 (7109)……………………
锌胁迫对小球藻抗氧化酶和类金属硫蛋白的影响 杨摇 洪,黄志勇 (7117)………………………………………
基于国家生态足迹账户计算方法的福建省生态足迹研究 邱寿丰,朱摇 远 (7124)………………………………
能源活动 CO2 排放不同核算方法比较和减排策略选择 杨喜爱,崔胜辉,林剑艺,等 (7135)…………………
基于生境等价分析法的胶州湾围填海造地生态损害评估 李京梅刘铁鹰 (7146)………………………………
县级生态资产价值评估———以河北丰宁县为例 王红岩,高志海,李增元,等 (7156)……………………………
专论与综述
丛枝菌根提高宿主植物抗旱性分子机制研究进展 李摇 涛,杜摇 娟,郝志鹏,等 (7169)…………………………
城市土壤碳循环与碳固持研究综述 罗上华,毛齐正,马克明,等 (7177)…………………………………………
基于遥感的光合有效辐射吸收比率(FPAR)估算方法综述 董泰锋,蒙继华,吴炳方 (7190)…………………
光衰减及其相关环境因子对沉水植物生长影响研究进展 吴明丽,李叙勇 (7202)………………………………
浮游动物化学计量学稳态性特征研究进展 苏摇 强 (7213)………………………………………………………
研究简报
2010 年两个航次獐子岛海域浮游纤毛虫丰度和生物量 于摇 莹,张武昌,张光涛,等 (7220)…………………
基于熵值法的我国野生动物资源可持续发展研究 杨锡涛,周学红,张摇 伟 (7230)……………………………
残落物添加对农林复合系统土壤有机碳矿化和土壤微生物量的影响 王意锟,方升佐,田摇 野,等 (7239)……
人工湿地不同季节与单元之间根际微生物多样性 陈永华,吴晓芙,张珍妮,等 (7247)…………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*338*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*36*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄11
封面图说: 水杉农田防护林中的小麦熟了———水杉曾广泛分布于北半球,第四纪冰期以后,水杉属的其他种类全部灭绝,水杉
却在中国川、鄂、湘边境地带得以幸存,成为旷世奇珍,野生的水杉是国家一级保护植物。 由于水杉耐水,适应力强,
生长极为迅速,其树干通直挺拔,高大秀颀,树冠呈圆锥形,姿态优美,自发现后被人们在中国南方广泛种植,不仅成
为了湖边、道路两旁的绿化观赏植物,更成为了农田防护林的重要树种。 此图中整齐划一的水杉防护林像忠实的哨
兵一样,为苏北农村即将成熟的麦田站岗。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 22 期
2012 年 11 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 22
Nov. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金项目(30871654; 31171907); 国家重点基础研究发展计划资助项目(2009CB119200)
收稿日期:2011鄄10鄄09; 摇 摇 修订日期:2012鄄04鄄24
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: liuwanxue@ 263. net
DOI: 10. 5846 / stxb201110091468
于文清,刘万学,桂富荣,刘文志,万方浩, 张利莉.外来植物紫茎泽兰入侵对土壤理化性质及丛枝菌根真菌(AMF)群落的影响.生态学报,2012,
32(22):7027鄄7035.
Yu W Q, Liu W X, Gui F R, Liu W Z, Wan F H, Zhang L L. Invasion of exotic Ageratina adenophora Sprengel. alters soil physical and chemical
characteristics and arbuscular mycorrhizal fungus community. Acta Ecologica Sinica,2012,32(22):7027鄄7035.
外来植物紫茎泽兰入侵对土壤理化性质及
丛枝菌根真菌(AMF)群落的影响
于文清1,2,3, 刘万学1,*, 桂富荣4, 刘文志2, 万方浩1, 张利莉3
(1. 中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室, 北京摇 100193;2. 黑龙江省农垦科学院, 佳木斯摇 154007;
3. 塔里木大学生命科学学院新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室, 阿拉尔摇 843300;
4. 云南农业大学植物保护学院农业生物多样性与病虫害控制教育部重点实验室, 昆明摇 650201)
摘要:为了揭示外来植物紫茎泽兰入侵对入侵地土壤丛枝菌根真菌(AMF)群落及相关肥力的影响,比较测定了紫茎泽兰不同
入侵程度土壤理化性质、AMF侵染率及 AMF群落的差异。 结果表明,紫茎泽兰入侵降低了土壤 pH,使土壤中有机碳、全氮和速
效钾含量分别增加 83. 0% ,106. 9%和 111. 0% ;尽管对全磷含量没有显著影响,但有机磷含量呈升高的趋势,而速效磷呈降低
的趋势。 紫茎泽兰入侵降低了本地植物的 AMF侵染率;随着入侵程度的加深,土壤中以膨胀无梗囊霉(Acauospora dilatata)为
优势种的 AMF群落结构逐渐转变为以近明球囊霉(Glomus claroideum )为优势种的结构,紫茎泽兰可在其根周选择培育近明球
囊霉,而对其它 AMF种,特别是对膨胀无梗囊霉则存在抑制作用;基于各 AMF种多度的聚类分析表明,形成紫茎泽兰单优群落
土壤中各 AMF种多度与未入侵的本地植物群落及入侵程度较轻的紫茎泽兰与本地植物群落之间存在明显分歧。 综合分析推
断认为,紫茎法兰入侵改变了入侵地土壤理化性状,抑制 AMF对土著植物的侵染,改变 AMF群落,并在其根周选择培育近明球
囊霉,这可能是紫茎泽兰入侵及扩张的重要途径之一。
关键词:丛枝菌根真菌;紫茎泽兰;外来植物入侵;微生物群落结构;土壤理化性状
Invasion of exotic Ageratina adenophora Sprengel. alters soil physical and
chemical characteristics and arbuscular mycorrhizal fungus community
YU Wenqing1, 2, 3, LIU Wanxue1,*, GUI Furong4, LIU Wenzhi2, WAN Fanghao1, ZHANG Lili3
1 State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests, Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing
100193, China
2 Heilongjiang Academy of Land Reclamation Sciences, Jiamusi, Heilongjiang 154007, China
3 Key Laboratory of Protection & Utilization of Biological Resource in Tarim Basin of Xinjiang Production and Construction Corps, Tarim University, Alar,
Xinjiang 843300, China
4 Key Laboratory for Agricultural Biodiversity and Pest Management of Ministry of Education, Plant Protection College, Yunnan Agricultural University,
Kunming 650201, China
Abstract: Ageratina adenophora is one of the worst invasive weeds in China, which has brought economical and ecological
lost, but no effectual measurements have been applied to avoid its invasion and spreading. To control the damage on local
vegetation and native habitats after the invasion by this exotic weed, a better understanding of its invasion mechanism is
urgently required. It is well鄄known that arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) play important roles in ecosystem functioning,
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and this is considered as a reason for the success or failure of plant invasion. However, few studies are considered which
AMF species could affect plant invasion, and which plant species忆 invasiveness could be affected, and what the roles of
AMF in the interaction between exotic plant and native species, and how AMF can affect the invasion process are largely
unknown. Therefore, studies of the role of AMF species in mediating the invasions of exotic plants and the influence of such
mutualisms on plant competition could provide better understanding of the mechanisms of exotic plant invasion. In previous
studies we showed that soil microbial community including AMF was changed after the invasion of A. adenophora, and such
changes might be significant for its further invasion and spreading. However, studies on how the A. adenophora invasion
could affect AMF community and how the affected AMF community could feedback to further invasion are needed. As a
result, in this paper we first investigated the effect of A. adenophora invasion on the rhizosphere soil physical and chemical
characters, and then root AMF colonization rate and AMF community structure under three plant communities ( native
weeds, a mixed community of A. adenophora and native plants, and a A. adenophora dominated community) . All three
plant communities were within the A. adenophora invaded area, where the plant community is transiting gradually from the
dominated native plants to a single species of A. adenophora. Our results demonstrated that the A. adenophora invasion
decreased soil pH, increased soil organic carbon, total nitrogen and available potassium by 83% , 107% , and 111% ,
respectively, but no changes in total phosphorus. However, the organic phosphorus showed an increase trend, while
available phosphorus a decrease trend along with the transition of plant community from the dominated native plants to A.
adenophora dominated. The colonization of AMF of native weeds was restrained by A. adenophora invasion. A. adenophora
invasion changed the structure of AMF community from Acauospora dilatata dominated AMF community to Glomus
claroideum dominated AMF community along with the aggravation of the invasion. Meanwhile, A. adenophora accumulated
G. claroideum selectively occurred, while other AMF species especially A. dilatata was restrained in the rhizosphere. The
cluster analysis for the AMF species based on their abundance showed that, AMF community in the soil of A. adenophora
dominated area was different from that of the native plants as well as that of the native weeds growing with A. adenophora
interspersed. Changes of soil physical and chemical characters, AMF colonization and AMF community might play an
important role in the A. adenophora invasion and its further spreading.
Key Words: arbuscular mycorrhizal fungi; Ageratina adenophora Sprengel; exotic plant invasion; microbial community
structure; soil physical and chemical characters
紫茎泽兰(Ageratina adenophora (Sprengel) R. King & H. Robinson] (Synonym: Eupatorium adenophorum
Sprengel)是一种世界性入侵有毒杂草,为菊科多年丛生型半灌木草本植物;原产于南美洲的墨西哥至哥斯达
黎加一带,现广泛分布于热带及亚热带 30 多个国家和地区[1鄄2]。 自 1935 年入侵我国以来[3],以每年大约 20
km的速度随西南风向东和向北传播蔓延,是我国最恶劣的外来入侵物种之一[4鄄5],不仅造成入侵地的农、林、
牧业的严重经济损失,而且可竞争排挤当地植物而迅速形成单优群落, 从而造成入侵地生物多样性降低和生
态系统功能退化的绿色“生态灾难冶 [6鄄8]。
在外来植物竞争排斥本地植物的入侵机制方面,越来越多的研究发现,入侵地的土壤微生物在促进外来
植物入侵的植物群落演替中具有重要的作用[9鄄10];而丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)作为
土壤中一类极为重要的功能微生物,由于能与 70%以上的陆地植物种形成菌根共生,并广泛分布于植物
界[11],AMF对植物种群建立、群落竞争演替、物种多样性的形成及群落空间分布格局中均起着重要的调节作
用[12鄄14],AMF与生物因素及非生物因素的互作及其通过这些互作调节植物群落结构及群落演替进程,是
AMF生态功能研究的焦点[15鄄16]。 且由于大多数外来入侵植物都是菌根植物,能够在含有 AMF的新生境中快
速建立群体[17],因此,其在外来植物入侵中的作用和作用机理更是倍受关注。 在紫茎泽兰与入侵地土壤微生
物互作促进其入侵方面的研究,目前研究发现紫茎泽兰入侵可以通过改变土壤微生物群落结构和提高土壤肥
8207 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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力来创造对自身生长有利的土壤环境, 从而形成其自我促进式的入侵机制[18鄄20];在入侵地土壤微生物的主要
反馈因子中,AMF已被认为是主要的正反馈因子,初步研究发现,紫茎泽兰入侵可以增加 AMF 含量[18],但紫
茎泽兰入侵对 AMF影响及由此导致对紫茎泽兰入侵的反馈效应尚亟待全面而深入的研究。 由于 AMF 的功
能发挥与土壤理化性质息息相关并互为影响,因此,本研究通过比较分析紫茎泽兰入侵过程中土壤的理化性
质和 AMF群落的组成的差异,以期从外来植物入侵过程中外来植物鄄土壤鄄AMF鄄土著植物之间的互作来理解
外来植物的入侵机理,从而为外来植物入侵的防控提供实践指导。
1摇 材料与方法
1. 1摇 野外样品采集区信息
研究地中心点位于云南省昆明市澄江县境内(24毅42忆N,102毅52忆E,海拔 1960—1988 m),是受紫茎泽兰入
侵最严重的地区之一。 属于亚热带季风性气候,年温差小日温差大。 夏季最热天平均温度在 19—22 益左右;
冬季最冷月平均温度在 6—8 益以上。 年降水量在 1100 mm 左右。 土壤类型为南方红壤。 取样地为针阔叶
混交林间主要树种为桉树(Eucalyptus)和云南松(Pinus yunnanensis faranch)。 取样区本地植物主要为大狗尾
草(Setaria faberii)、马唐 (Digitaria sanguinalis)、野燕麦 ( Avena fatua)、异形莎草 (Cyperus difformis)、风轮
(Clinopodium confine)、繁缕 ( Stellaria chinensis)、野艾蒿 ( Artemisia lavandulaefolia)、黄花苜蓿 (Medicago
falcata)等。
1. 2摇 样品的采集及处理
1. 2. 1摇 样品采集
在具紫茎泽兰入侵史 10a左右,具有相同的地貌、地形特征和土壤起源,人畜干扰较少的针阔叶混交林内
(样点与附近树木距离约为 3—5 m),选择面积大约为 100 m 伊300 m,具有紫茎泽兰单优群落(A)、紫茎泽兰
与本地植物混生群落(A+N)(紫茎泽兰在本地植物群落中丛生,丛与丛之间距离 2—3 m)、本地植物单优群落
(N)构成的过渡带的入侵生境,在这 3 个类型群落内,分别选择 10 个面积为 9—25 m2 的取样点,同一类型群
落内相临取样点之间的距离为 15—20 m,同时毗邻群落之间样点之间的最小距离为 20 m。 于 2009 年 7 月份
采集 A植物根周土壤 A+N 中的紫茎泽兰(A / A+N)根周土壤和本地植物(N / A+N)根周土壤;N 中本地植物
(N)根周土壤。 用抖土法收集根周(0—20 cm)土壤(约 1000 g)。 共得到 40 个土壤样品。 同时收集上述群落
中植物的根系。
1. 2. 2摇 土壤和根样的处理
土壤样品经风干后过 20 目土壤筛,装入自封袋内避光保存。 将采集的根洗净泥沙,剪下根径约 0. 3 mm
的细根,自然晾干后装于自封袋内,测菌根侵染率备用。
1. 2. 3摇 土壤理化指标测量
土壤 pH用玻璃电极法,有机碳采用重铬酸钾法(外加热),全氮采用 H2SO4 消煮鄄凯氏定氮法 [凯氏自动
定氮仪:美国海能(Hanon) (济南)仪器有限公司(K9840)],全磷采用浓 H2SO4 鄄HClO4 消煮鄄钼锑抗比色法
[紫外可见分光光度计:美国尤尼柯(Unic)(上海)仪器有限公司(UV鄄 2600)],有机磷采用 550 益高温灼烧鄄
钼锑抗比色法,速效磷采用 0. 5 mol / L NaHCO3 浸提鄄钼锑抗比色法,速效钾 NH4OAC浸提鄄火焰光度法[21]。
1. 3摇 植物根系菌根侵染率评估
将洗净的植物细根剪成约 1 cm 长的根段,用 10% KOH溶液在 90 益下透明 30 min,用自来水冲洗 3—5
次,再用 2% 盐酸浸泡中和 5 min,水洗后置于 0. 01%酸性品红染色液中,沸水浴 30 min,用自来水彻底冲洗。
用镊子挑选粗细一致的根段整齐地排列在洁净载玻片上,加盖洁净的盖玻片,在显微镜下,用根段频率法检查
每条根段的侵染情况,每个样品测定 100 条以上[22鄄23]。
1. 4摇 AMF孢子的的分离和鉴定
采用用湿筛鄄倾注鄄蔗糖离心法分离土壤中的 AMF 孢子[24]。 参考最新分类标准(http: / / invam. caf. wvu.
edu / )进行孢子形态鉴定,同时参考 Morton和 Benny、刘润进和陈应龙描述的分类细节进行鉴定[22,25]。
9207摇 22 期 摇 摇 摇 于文清摇 等:外来植物紫茎泽兰入侵对土壤理化性质及丛枝菌根真菌(AMF)群落的影响 摇
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1. 5摇 数据处理与分析
为了分析紫茎泽兰入侵对土著 AMF 群落结构和多样性的影响,计算菌根侵染率,AMF 侵染率(CAMF)计
算公式如下[22]:
CAMF% =
移[(10 伊 i)% 伊 n]
N
式中,i为 0 到 10 的整数,n为侵染率为(10伊i)%的根段数,N为总根段数。
数据统计分析使用的软件为 SPSS(SPSS 13. 0, Inc. , Chicago, USA)。 各指标在不同土壤来源之间的差
异采用单因素方差分析(SPSS, One鄄Way ANOVA: LSD Test)。 不同来源土壤中 AMF多度的聚类分析采用等
级聚类分析(SPSS, Classify: Hierarchical cluster analysis)。
2摇 结果与分析
2. 1摇 不同入侵进程紫茎泽兰及土著植物根周土壤理化性状比较
由于土壤理化性状会对 AMF群落结构和功能产生影响,为了分析紫茎泽兰入侵对土著 AMF群落结构影
响的途径,测量了紫茎泽兰入侵生境不同群落类型土壤化学性质。 结果表明,紫茎泽兰入侵程度重,形成紫茎
泽兰单种优势群落(A)的根周土壤 pH显著低于入侵程度较轻,形成紫茎泽兰与本地植物混生群落中紫茎泽
兰(A / A+N)根周土壤 pH值,而未被紫茎泽兰入侵地块的本地植物(N)根周与本地植物与紫茎泽兰混生群落
中的本地植物(N / A+N)根周土壤 pH值不存在显著差异,A中及 A+N 中紫茎泽兰根周土壤 pH 值均低于 A+
N及 N中本地植物根周土壤,并呈现随着入侵程度的加重,土壤 pH值呈现逐渐降低的趋势;A根周土壤有机
碳、总氮、及速效钾含量均显著高于其它群落,紫茎泽兰入侵使土壤中有机碳含量增加了 83. 0% ,使土壤中总
氮含量增加 106. 9% ,使土壤中速效钾含量升高了 111. 0% ,而土壤总磷含量不受紫茎泽兰入侵的影响,而土
壤有机磷含量有增加的趋势,速效磷含量却有降低的趋势(图 1)。
2. 2摇 不同入侵进程紫茎泽兰与土著植物 AMF侵染率的差异
单优群落的紫茎泽兰(A)的 AMF侵染率为 85. 2% ,与本地杂草混生群落的紫茎泽兰(A / A+N)的侵染率
为 81. 7% ,与紫茎泽兰混生的本地杂草(N / A+N)的侵染率为 69. 4% ,本地植物群落中的杂草(N)的侵染率为
77. 9% 。 其中 A的侵染率与 A / A+N无显著差异,同时 A﹥ N﹥ N / A+N,同时 N﹥ N / A+N。 由此可知,在此
入侵区,紫茎泽兰的侵染率明显高于本地杂草,而且紫茎泽兰入侵降低了本地植物的 AMF 侵染率,而本地植
物对紫茎泽兰的侵染率没有显著影响(图 2)。
2. 3摇 不同入侵进程紫茎泽兰及土著植物根周土壤中 AMF多度的差异
从入侵地取样点植物根周共鉴定出 11 个 AMF种(图 3 为各 AMF种的显微拍摄图),它们分属于 4 个属,
其中球囊霉属(Glomus)5 个种,无梗囊霉属(Acaulospora)4 个种,巨孢囊霉属(Gigaspora)1 个种,盾巨孢囊霉
属(Scutellospora)1 个种。
用 50 g土样中 AMF种孢子的数量表示 AMF的多度。 不同类型群落植物根周土壤中各 AMF种的多度存
在差异(图 4)。 其中近明球囊霉随着群落类型由本地植物向紫茎泽兰单优群落过渡呈现逐渐升高的趋势, A
土壤中近明球囊霉较 N增加 7. 19 倍;而其它 AMF种多呈现降低的趋势,如膨胀无梗囊霉、孔涡无梗囊霉、地
球囊霉则呈现逐渐降低的趋势,分别降低了 76. 3% 、62. 2%和 40. 6% 。 随着植物群落由本地植物群落到紫茎
泽兰单优群落的过渡,土壤中以膨胀无梗囊霉为优势种的 AMF群落结构变为以近明球囊霉为优势种的结构,
这表明紫茎泽兰可在其根周富集近明球囊霉,而对其它 AMF种,特别是膨胀无梗囊霉则存在抑制作用。
通过对不同来源土壤中 AMF多度的分级聚类分析,得到系统树图,不同样品来源之间欧氏距离(姿)的大
小表示 AMF群落相似性的远近(图 5)。 基于 11 个种的多度的聚类分析结果表明,4 个土壤来源在 姿 = 10 处
聚为两类。 其中 A+N中的紫茎泽兰(A / A+N)与本地植物(N / A+N)根周土壤之间不存在分歧,说明它们在
AMF的多度上没有差异,它们与 N首先聚为一类然后与 A再聚为一类,说明在紫茎泽兰入侵初期(入侵 2—3
年混生群落形成,但紫茎泽兰丛生零星散布于本地植物群落内,A+N)土壤 AMF群落虽然有所改变,但是与形
0307 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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图 1摇 紫茎泽兰入侵生境不同植物群落类型土壤 pH、有机 C、总 N、速效 K、全 P、有机 P和速效 P含量(M依SE)
Fig. 1摇 Soil pH, organic C, total N, available K, Total P, Organic P and available P content of different type of communities in Ageratina
adenophora invaded area (M依SE)
A为紫茎泽兰来自单优群落,A / A+N和 N / A+N分别为紫茎泽兰和本地植物来自于紫茎泽兰与本地植物的混生群落,N为本地植物来自本
地植物群落;不同字母表示土壤来源之间在 0. 05 水平上差异显著(LSD)
摇 图 2摇 紫茎泽兰入侵生境不同植物群落类型植物根系的 AMF 侵
染率(CAMF)(M依SE)
Fig. 2摇 Root AMF colonization rate (CAMF ) of different type of
communities in Ageratina adenophora invaded area (M依SE)
成单优群落后(入侵 8—10a,A)相比,倾向于与本地植
物具有更为相近的 AMF 群落结构。 尽管以 AMF 孢子
做为衡量 AMF多度的指标不能全面的反映紫茎泽兰入
侵对 AMF 群落结构的影响,但是对比不同类型群落之
间,同一 AMF种孢子多度的差异可以有力的说明,AMF
群落的空间结构在不同类型群落之间存在差异。
3摇 结论与讨论
紫茎泽兰入侵改变了土壤养分状况,显著增加了土
壤中总氮、有机碳、速效磷的含量,对土壤全磷含量没有
显著影响;但是随着紫茎泽兰入侵程度的加重,土壤有
机磷含量有增加的趋势,而无机磷含量则有降低的趋
势。 由于土壤肥力与 AMF 互为影响,土壤养分供应情
况发生改变,会导致土壤微生物群落结构和功能随之发
生改变,AMF群落也会产生相应变化[26],而本文中,紫
茎泽兰入侵改变了 AMF群落结构,即降低了地球囊霉等 AMF 种多度,选择培育了近明球囊霉,同时抑制了
AMF对本地植物的侵染,这可能是由于紫茎泽兰入侵改变了土壤理化性状引起的,也存在紫茎泽兰通过改变
1307摇 22 期 摇 摇 摇 于文清摇 等:外来植物紫茎泽兰入侵对土壤理化性质及丛枝菌根真菌(AMF)群落的影响 摇
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图 3摇 AMF孢子、根内泡囊及根内菌丝
Fig. 3摇 AMF spores, vesicle and mycelium in root
近明球囊霉 Glomus claroideum,2:地球囊霉 Glomus. geosporum,3:光壁无梗囊霉 Acaulospora laevis,4:黑色盾巨孢囊霉 Scutellospora Nigra,5:孔
涡无梗囊霉 Acaulospora foveata,6:膨胀无梗囊霉 Acaulospora dilatata,7:幼套球囊霉 Glomus etunicatum,8:珠状巨孢囊霉 Gigaspora Margarita,
9:三壁球囊霉 Glomus trimurales,10:透光球囊霉 Glomus diaphanum,11:疣状无梗囊霉 Acaulospora. atuberculata,12:根内泡囊和菌丝 vesicle
and mycelium in root
图 4摇 紫茎泽兰入侵生境不同植物群落类型土壤中各 AMF种的多度
Fig. 4摇 Abundance of AMF spores in soil of different type of communities in Ageratina adenophora invaded area
相同图案柱上不同字母代表不同土壤来源之间在 5%水平上差异显著
2307 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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摇 图 5摇 不同群落类型植物根周土壤中基于各 AMF 种多度的的聚
类分析
Fig. 5摇 Cluster analysis for rhizosphere AMF species of different
type of communities based on abundance
AMF群落而影响土壤肥力的可能性,但前者的贡献应
该更大,因为相对于 AMF对土壤肥力的影响,紫茎泽兰
对土壤肥力的影响更大,如本文中,紫茎泽在入侵 10a
左右(形成大面积紫茎泽兰的单优群落)后,可使土壤
有机碳、全氮、速效钾含量分别提高 83. 0% ,106. 9%和
111. 0% ,而 AMF的作用,可能是将其中不可被紫茎泽
兰直接利用的养分转化为可利用形态,从而对紫茎泽兰
的生长产生促进作用,增强紫茎泽兰群落扩张蔓延的
能力。
由于植物地上部分与地下微生物保持着密切的联
系,反过来改变了的 AMF 群落对入侵会产生正反馈或
负反馈作用而改变入侵进程[27鄄30]。 本实验结果证实,紫茎泽兰入侵改变了土著 AMF 群落结构,抑制了 AMF
对本地植物根的侵染。 Hawkes等的实验结果也支持外来植物入侵改变土著 AMF 群落[31],而以 AMF 为主的
土壤微生物群落组成和功能的巨大变化是外来植物在各种生态系统入侵的原因[32]。 至于 AMF 对外来植物
入侵的影响途径,入侵植物葱芥(Alliaria petiolata)通过打破本地植物幼苗与 AMF的互利共生,间接抑制本地
植物的生长[33],外来植物还可以通过其代谢活动改变入侵地土壤理化性质及微生物群落结构及功能[34鄄36],包
括 AMF在内的土壤微生物种类的和多度的变化,会使入侵前已形成的对本地植物种产生最大植物种生物量
的的土壤养分,如 N、P、K的供应发生变化[37],这种变化必然会对本地植物造成损害,外来植物由此改变土壤
化学和土壤生态,创造利于入侵的条件[37鄄38],另外,外来植物通过对土壤和物质循环的影响[26],也会间接影响
AMF多样性和分布。 当外来植物种群密度足够大时,便形成单一的营养循环,新的营养循环又能改变不同的
AMF与植物之间的的平衡[39]。 AMF在外来植物入侵中的作用已通过大量试验证实[40],杨如意等认为菌根
真菌在加拿大一支黄花入侵过程中起着关键作用[41],Levine 等的研究表明菌根真菌在决定某一物种的多度
和入侵力上起着至关重要的作用[42],Sanon 等人研究了 AMF 在非洲西部的一个潜在入侵树种云南石梓
(Gmelina arborea)入侵过程中的作用,结果表明,它通过 AMF影响了土著草本植物群落结构和微生物群落功
能[43];AMF种的识别性可能影响入侵种的进程,而一些入侵种选择性地培育 AMF 种的多度对本地植物产生
不利影响[44],本文结果表明,紫茎泽兰在入侵地选择性的富集近明球囊霉,而对它 AMF种产生抑制作用。 因
此,简单地对比植物在菌根存在和不存在情况下的生长,低估了与之相关 AMF 的自然识别,将影响对入侵过
程本质的认识,外来植物是如何培育这些对其自身有益的 AMF,而这些 AMF 种通过什么方式或途径影响外
来植物入侵,也是值得深入研究的问题。
致谢: 感谢青岛农业大学菌根研究室刘润进教授和钟凯硕士在 AMF鉴定方面提供的重要指导和帮助。 感谢
澳大利亚西澳大学何新华教授润色英文摘要。
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ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 22 November,2012(Semimonthly)
CONTENTS
The combined effects of elevated CO2 and elevated temperature on proliferation of cyanophage PP
NIU Xiaoying,CHENG Kai,RONG Qianqian,et al (6917)
……………………………………
…………………………………………………………………………
Precipitation pattern of desert steppe in Inner Mongolia, Sunite Left Banner: 1956—2009 CHEN Jun, WANG Yuhui (6925)………
Emergy and economic evaluations of two sewage treatment systems LI Min, ZHANG Xiaohong, LI Yuanwei, et al (6936)…………
Individual spatial pattern and spatial association of Stipa krylovii population in Alpine Degraded Grassland
ZHAO Chengzhang, REN Heng (6946)
……………………………
……………………………………………………………………………………………
Litter characteristics of nutrient and stoichiometry for Phyllostachys praecox over soil鄄surface mulching
LIU Yadi, FAN Shaohui, CAI Chunju, et al (6955)
………………………………
………………………………………………………………………………
Characteristics of leaf element concentrations of twelve nutrients in Acacia confusa and Leucaena glauca in secondary forests of
acid rain region in Fuzhou HAO Xinghua, HONG Wei, WU Chengzhen,et al (6964)……………………………………………
Relationships between main insect pests and their predatory natural enemies in “Yuhualu冶 juicy peach orchard
KE Lei, SHI Xiaoli, ZOU Yunding, et al (6972)
………………………
…………………………………………………………………………………
Simulating 10鄄hour time鄄lag fuel moisture in Daxinganling HU Tianyu, ZHOU Guangsheng,JIA Bingrui (6984)………………………
Soil nutrient characteristics under different vegetations in the windy and sandy region of northern Shaanxi
LI Wenbin, LI Xinping (6991)
……………………………
………………………………………………………………………………………………………
Partitioning of autotrophic and heterotrophic soil respiration in southern type poplar plantations
TANG Luozhong, GE Xiaomin, WU Lin, et al (7000)
………………………………………
……………………………………………………………………………
Soil water and salinity in response to water deliveries and the relationship with plant growth at the lower reaches of Heihe River,
Northwestern China YU Tengfei, FENG Qi, LIU Wei,et al (7009)………………………………………………………………
Effect of stem diameter at breast height on skewness of sap flow pattern and time lag
MEI Tingting, ZHAO Ping, NI Guangyan, et al (7018)
…………………………………………………
……………………………………………………………………………
Invasion of exotic Ageratina adenophora Sprengel. alters soil physical and chemical characteristics and arbuscular mycorrhizal
fungus community YU Wenqing, LIU Wanxue, GUI Furong, et al (7027)………………………………………………………
Models and methods for information extraction of complex ground objects based on LandSat TM images of Hainan Island, China
WANG Shudong, ZHANG Lifu, CHEN Xiaoping, et al (7036)
……
……………………………………………………………………
Effects of snow pack removal on soil hydrolase enzyme activities in an alpine Abies faxoniana forest of western Sichuan
YANG Yulian, WU Fuzhong, YANG Wanqin, et al (7045)
………………
………………………………………………………………………
Effects of different soil water treatments on photosynthetic characteristics and grain yield in rice
WANG Weixiao, LIU Xiaojun, TIAN Yongchao, et al (7053)
………………………………………
……………………………………………………………………
Growth characteristics, lignin degradation enzyme and genetic diversity of Fomes fomentarius by SRAP marker among populations
CAO Yu, XU Ye, WANG Qiuyu (7061)
…
……………………………………………………………………………………………
Effects of the invasion by Solidago canadensis L. on the community structure of soil animals
CHEN Wen, LI Tao, ZHENG Rongquan, et al (7072)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
Effects of intercropping on quality and yield of maize grain, microorganism quantity, and enzyme activities in soils
ZHANG Xiangqian,HUANG Guoqin, BIAN Xinmin, et al (7082)
…………………
…………………………………………………………………
Influence of mycorrhizal inoculation on competition between plant species and inorganic phosphate forms
ZHANG Yuting, ZHU Min, XIAN Yanxiangwa, et al (7091)
……………………………
………………………………………………………………………
The stable nitrogen isotope of size鄄fractioned plankton and its relationship with biomass during winter in Daya Bay
KE Zhixin, HUNG Liangmin, XU Jun, et al (7102)
…………………
………………………………………………………………………………
Dynamics of toxic and non鄄toxic Microcystis spp. during bloom in the large shallow hypereutrophic Lake Taihu
LI Daming, YE Linlin,YU Yang, et al (7109)
………………………
……………………………………………………………………………………
Activities of antioxidant enzymes and Zn鄄MT鄄like proteins induced in Chlorella vulgaris exposed to Zn2+
YANG Hong, HUANG Zhiyong (7117)
………………………………
………………………………………………………………………………………………
Ecological footprint in fujian based on calculation methodology for the national footprint accounts
QIU Shoufeng, ZHU Yuan (7124)
……………………………………
…………………………………………………………………………………………………
The comparison of CO2 emission accounting methods for energy use and mitigation strategy: a case study of China
YANG Xiai, CUI Shenghui, LIN Jianyi,et al (7135)
…………………
………………………………………………………………………………
Ecological damage assessment of jiaozhou bay reclamation based on habitat equivalency analysis LI Jingmei, LIU Tieying (7146)…
The value assessment of county鄄level ecological assets: a case in Fengning County, Hebei Province
WANG Hongyan,GAO Zhihai,LI Zengyuan,et al (7156)
…………………………………
……………………………………………………………………………
Review and Monograph
Molecular basis for enhancement of plant drought tolerance by arbuscular mycorrhizal symbiosis: a mini鄄review
LI Tao, DU Juan, HAO Zhipeng, et al (7169)
………………………
……………………………………………………………………………………
A review of carbon cycling and sequestration in urban soils LUO Shanghua, MAO Qizheng, MA Keming, et al (7177)……………
overview on methods of deriving fraction of absorbed photosynthetically active radiation (FPAR) using remote sensing
DONG Taifeng, MENG Jihua, WU Bingfang (7190)
………………
………………………………………………………………………………
Research progress on influencing of light attenuation and the associated environmental factors on the growth of submersed aquatic
vegetation WU Mingli, LI Xuyong (7202)…………………………………………………………………………………………
The framework of stoichiometry homeostasis in zooplankton elemental composition SU Qiang (7213)…………………………………
Scientific Note
Abundance and biomass of planktonic ciliates in the sea area around Zhangzi Island, Northern Yellow Sea in July and August
2010 YU Ying, ZHANG Wuchang, ZHANG Guangtao, et al (7220)……………………………………………………………
Research of wildlife resources sustainable development based on entropy method in China
YANG Xitao,ZHOU Xuehong,ZHANG Wei (7230)
……………………………………………
…………………………………………………………………………………
Influence of residue composition and addition frequencies on carbon mineralization and microbial biomass in the soils of agroforestry
systems WANG Yikun,FANG Shengzuo,TIAN Ye,et al (7239)……………………………………………………………………
Seasonal changes in microbial diversity in different cells of a wetland system constructed for municipal sewage treatment
CHEN Yonghua, WU Xiaofu, ZHANG Zhenni,et al (7247)
……………
………………………………………………………………………
《生态学报》2013 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的生态学专业性高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研
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新方法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
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