近日，生态学领域的权威期刊《ECOLOGICAL APPLICATIONS》（美国生态学会会刊，JCR一区Top期刊，IF=6.105）在线发表了生命科学学院梁子湖国家站研究论文“Responses of soil phosphorus cycling and bioavailability to plant invasion in river–lake ecotones”（河湖交错区土壤磷循环及生物有效性对植物入侵的响应）。第一作者是生命科学学院2019级博士研究生严智伟，刘春花教授为通讯作者。

　　河湖交错区外来植物的入侵严重影响了湿地土壤养分循环的过程。入侵植物喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb.）已逐渐成为中国亚热带地区河湖交错区的优势种。然而，关于喜旱莲子草入侵对河湖交错区湿地土壤磷循环和生物有效性影响的研究较少。以洞庭湖流域3个不同营养基质的河湖交错区为研究对象，对菰和莲群落及邻近入侵的喜旱莲子草群落进行了为期3年的研究，测定了本地植物菰(Zizania latifolia (Griseb.) Turcz)和莲（Nelumbo nucifera Gaertn.）表层根系土壤的生物有效磷组分、理化性质和养分含量，揭示了喜旱莲子草入侵对土壤磷形态和浓度的影响。

图1 河湖交错区湿地样地及植物群落

　　研究结果表明，在不同的河湖交错区中，喜旱莲子草的入侵显著改变了原生植物群落土壤的理化性质与生物有效磷的浓度，且这种影响效应不受到土壤基质异质性的影响。但不同原生植物群落对土壤有效磷含量的影响不同。与原生菰群落和莲群落相比，相邻喜旱莲子草的入侵使土壤无机磷浓度分别提高了39.5%和3.7%，有机磷浓度分别降低了32.7%和31.9%。此外，在喜旱莲子草入侵不同的原生植物群落时，喜旱莲子草会表现出不同的生长特征。这一差异主要是由于喜旱莲子草具有较强的资源配置能力和表型可塑性。并且喜旱莲子草的入侵对土壤磷生物有效性的影响是持续的，且随着入侵时间的延长而增强和扩大，这种加速的生物有效磷循环更有利于入侵者对养分的吸收，可能会对植物入侵产生正反馈。同时，喜旱莲子草的入侵促进了磷在河湖交错区的循环和积累，导致土壤N:P和C:P平均分别下降7.9%和12.5%，这可能会影响整个生态系统内部稳定的化学计量状态。这些结果强调了外来植物入侵对河湖交错区湿地生态系统磷养分循环的影响，这种影响可能不利于本土植物的后期恢复。

图2 喜旱莲子草入侵本地种群落过程中对湿地沉积物理化性质及磷生物有效性影响示意图

图3 本土物种菰和莲以及相邻的入侵物种喜旱莲子草的根冠比以及地上磷含量 (或N:P和C:P比) 和地下磷含量 (或N:P和C:P比) 的比例关系

图4 主坐标分析显示本土植物 (菰和莲) 和入侵植物 (喜旱莲子草) 群落沉积物中生物有效磷组分的差异

图5 本土植物群落菰、莲和其相邻入侵的喜旱莲子草群落下的沉积物理化性质与沉积物生物有效磷组分含量的线性关系

　　该研究工作得到了中央高校基础研究基金（2042020kf1025）的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1002/eap.2843