外來入侵植物火炬樹的生態(tài)效應

外來入侵植物火炬樹的生態(tài)效應

外國植物入侵不僅改變了入侵生態(tài)系統(tǒng)的植物組成和植物結構，而且改變了許多生態(tài)功能和過程。火炬樹(RhustyphinaL.)別名鹿角漆,系漆樹科(Anacardiaceae)鹽膚木屬(Rhus)落葉灌木或小喬木,原產美國和加拿大南部1材料和方法1.1土壤、地層研究地區(qū)煙臺蓁山屬山東半島北部黃海沿岸丘陵,氣候類型為暖溫帶季風型大陸性氣候,年均降水量為740.3mm,年均氣溫12℃。土壤為棕壤,成土母質為花崗巖,土層在海拔200m以下較厚,但含礫石量較大;200m以上有基巖出露。山體沿多方向延伸,形成多種小生境。本區(qū)域屬于暖溫帶落葉闊葉林區(qū)域,由于人類活動頻繁,原始植被早已無存,建群種主要包括黑松、刺槐(Robiniapseudoacacia)、麻櫟(Quercusacutissima)、赤松(Pinusdensiflora)等1.2樣地設置與樣品采集黑松幼林為2005年火災后人工種植,以促進植被恢復。本研究以火炬樹入侵黑松幼林過程為研究對象,按火炬樹入侵程度不同將其分為4個階段:未入侵階段、輕度入侵階段、中度入侵階段和重度入侵階段。未入侵階段,火炬樹入侵暫未發(fā)生;輕度入侵為火炬樹開始向黑松幼林擴散,火炬樹蓋度在30%左右;中度入侵黑松幼林火炬樹蓋度已達50%~70%;重度入侵為火炬樹入侵多年,木本植物已被排擠而形成火炬樹的單優(yōu)種群(火炬樹蓋度在90%以上),伴生物種主要有少量草本植物。每個階段各選3塊3m×3m樣地,樣地共計12塊,位置相鄰近,海拔均為178~181m,坡向坡度大致相同,因此各樣地條件具有可比性。2011年4月,在各樣地取表層土壤樣品3個,取土深度在0~20cm,在取樣過程中去除凋落物等有機雜質。對取回的鮮土分成兩份,一份立即過篩、分裝保存于冰箱,在兩周內完成土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮的測定;另一份于室內自然風干、過篩、分裝保存用于其他土壤化學性質的測定。1.3現(xiàn)場研究樣地設置方法如前所述,在每塊樣地內對火炬樹種群的生長狀況做調查,調查參數(shù)包括株數(shù)、株高、密度、基莖。1.4土壤有機質、土壤全氮、銨態(tài)氮含量測定土壤pH值用電極法測定,土壤懸濁液為水土比1∶2.5(質量比);土壤有機質采用重鉻酸鉀容量法;土壤全氮含量采用凱氏定氮法測定;土壤銨態(tài)氮含量采用氯化鉀浸提-靛酚藍比色法;硝態(tài)氮含量采用酚二磺酸比色法;土壤有效磷含量采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法1.5s5.2數(shù)據分析采用統(tǒng)計軟件SPSS(SPSS15.0)。不同入侵類型種群間的差異采用單因素方差分析(One-WayANOVASNKTest)。2結果與分析2.1不同密度火炬樹入侵順序從表1中可以看出,不同入侵程度的火炬樹在隨機選取的樣方中差異較大,株樹、高度、基莖、密度的大小順序為:重度入侵>中度入侵>輕度入侵>未入侵。2.2影響土壤ph的因素火炬樹入侵有降低土壤pH的趨勢,然而差異并不顯著(圖1)。2.3影響土壤有機質的因素火炬樹入侵程度不同系統(tǒng)中土壤有機質含量差異顯著,但沒有明顯的趨勢性(圖2)。2.4影響土壤全氮的因素火炬樹入侵程度不同系統(tǒng)中土壤全氮含量差異顯著,但沒有明顯的趨勢性(圖3)。2.5影響土壤氮的影響火炬樹入侵有增加土壤硝態(tài)氮含量的趨勢,重度入侵系統(tǒng)中的土壤硝態(tài)氮含量要大于未入侵和輕度入侵系統(tǒng)中的土壤硝態(tài)氮含量(圖4)。2.6不同侵權行為對土壤銨態(tài)氮含量的影響火炬樹入侵顯著降低了土壤銨態(tài)氮的含量,輕度、中度、重度入侵系統(tǒng)中的土壤銨態(tài)氮含量差異不顯著,但三者都顯著低于在未入侵系統(tǒng)中的土壤銨態(tài)氮的含量(圖5)。2.7影響土壤有效磷的影響火炬樹入侵提高了土壤有效磷的含量,中度和重度入侵系統(tǒng)中的土壤有效磷含量要大于輕度和未入侵系統(tǒng)中的土壤有效磷含量(圖6)。3結論和討論3.1不同形態(tài)火炬樹對土壤養(yǎng)分含量的影響本實驗表明火炬樹的入侵可以使土壤pH有一定的降低趨勢。植物可以通過根系分泌物、凋落物淋溶等作用直接改變、或通過影響微生物群落和功能間接改變土壤化學性質植物入侵往往能增加生態(tài)系統(tǒng)中的生物量,有機質含量及全氮含量等植物可能對特定形態(tài)的養(yǎng)分有一定偏好,使得在總養(yǎng)分含量保持不變的情況下,不同形態(tài)的養(yǎng)分含量有一定改變火炬樹的入侵增加了土壤有效磷含量。對火炬樹化感物質對土壤酶的影響進行研究,結果表明火炬樹化感物質水浸液濃度增大時提高了土壤磷酸酶的活性,促進了磷從有機態(tài)到無機態(tài)的轉化3.2火炬樹對土壤磷的影響火炬樹入侵黑松幼林提高了土壤硝態(tài)氮和有效磷的含量,降低了土壤銨態(tài)氮的含量,而對土壤全氮、有機質含量沒有明顯影響。火炬樹入侵導致銨態(tài)氮降低可能是由于火炬樹更易于吸收利用土壤銨態(tài)氮;硝態(tài)氮含量升高可能是因為火炬樹入侵提高了土壤的硝化速率。同時火炬樹入侵導致土壤有效磷升高,可能說明火炬樹能夠通過活化分解土壤含磷化合物來滿足自身生長的需求。植物入侵常?？赏ㄟ^改變土壤化學性質來促進自身的競爭和入侵能力引用格式:黃喬喬,許慧,范志偉,侯玉平.火炬樹入侵黑松幼林過程中對土壤化學性質的影響[J].生態(tài)環(huán)境學報,2013,22(7):1119-1123.HUANGQiaoqiao,XUHui,FANZhiwei,HOUYuping.EffectsofRhustyphinainvasionintoyo