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        入侵植物對土壤微生物群落的影響研究

        2017-08-21 14:09:42王奐
        科技視界 2017年10期
        關(guān)鍵詞:影響研究

        王奐

        【摘 要】外來植物的入侵是全球三大最棘手的環(huán)境問題之一,其嚴(yán)重性僅次于棲息地喪失,目前已經(jīng)成為一個全球性的問題。入侵植物不僅可以導(dǎo)致全球生物多樣性的喪失,改變土壤微生物群落的多樣性,還能對生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞,帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本文主要研究入侵植物對土壤微生物的群落的影響。

        【關(guān)鍵詞】入侵植物;土壤微生物群落;影響研究

        1 入侵植物的危害

        1.1 破壞生物多樣性

        外來植物的入侵可導(dǎo)致生態(tài)、物種以及遺傳多樣性的破壞和喪失,有的入侵植物可通過分泌化感物質(zhì),從而排斥其他物種,如水葫蘆分泌的N-本胺萘胺可通過化感作用抑制其他水生植物的生長,從而在短期內(nèi)迅速蔓延。還有的外來入侵植物擠占本地物種的生態(tài)位,污染基因庫,打破生態(tài)平衡,與本地物種競爭陽光、水資源等,導(dǎo)致本地物種大量滅絕,影響生物的多樣性。

        1.2 威脅人類及牲畜的健康

        有些外來入侵植物可直接威脅人類和牲畜的健康,如豚草,豚草的花粉會使人過敏,產(chǎn)生過敏性哮喘、皮炎、鼻炎、打噴嚏、流鼻涕等癥狀,嚴(yán)重者還會發(fā)生肺氣腫、心臟病,甚至是死亡。據(jù)統(tǒng)計,美國每年有1460萬人因豚草過敏而患病,被其列為有害雜草。

        1.3 造成經(jīng)濟(jì)損失

        外來植物的入侵可造成當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)損失,如額外的人力、物力治理入侵植物帶來的環(huán)境污染、人類及牲畜的健康威脅等費用。

        1.4 影響生產(chǎn)和生活

        外來入侵植物如水葫蘆,入侵后,短期內(nèi)迅速大量蔓延,不僅堵塞河道,影響水運和水產(chǎn)養(yǎng)殖;還能吸附一些有毒的重金屬物質(zhì),死后造成水體的二次污染,影響生活用水的質(zhì)量。

        1.5 影響社會文化的傳播

        一些水生入侵植物會破壞當(dāng)?shù)睾丛械沫h(huán)境,也會對當(dāng)?shù)氐奈幕斐梢欢ǖ挠绊?。水葫蘆、飛機(jī)草、紫莖澤蘭等外來植物的入侵破壞了云南、廣西等地原有的生態(tài)環(huán)境,也改變了原有的植被景觀。

        2 入侵植物對土壤微生物群落的影響及防治措施

        2.1 入侵植物對土壤理化性質(zhì)的影響

        2.1.1 土壤PH值的改變

        研究結(jié)果表明,紫莖澤蘭、黃頂菊等植物的入侵會導(dǎo)致土壤PH值的增高,而豚草的入侵卻會降低入侵地土壤的PH值。我國的云南省和四川省是紫莖澤蘭入侵最為廣泛的兩個區(qū)域,而河北保定、衡水是黃頂菊重度入侵的區(qū)域、據(jù)分析,云南省被紫莖澤蘭入侵后的土壤的PH值比未入侵前增高了0.52,四川省被紫莖澤蘭入侵后的土壤的PH值則相對于入侵前增高了0.18。河北保定、衡水遭黃頂菊入侵的土壤的PH值分別比本地植物土壤PH值增高了0.7和0.57。

        2.1.2 土壤有機(jī)碳含量的改變

        外來植物的入侵對土壤有機(jī)物碳含量也有著重要的影響,入侵面積越大,入侵地土壤有機(jī)物碳含量越高。如紫莖澤蘭、豚草、黃頂菊等外來植物的入侵會使得入侵地的土壤有機(jī)物碳含量增加,我國的云南、四川等地的土壤有機(jī)物碳含量分別較之前增加了48.6%和30.3%。

        2.1.3 土壤總氮、磷、鉀等含量的改變

        外來植物的入侵也會引起入侵地土壤中一些化學(xué)元素含量的變化,如氮、磷、鉀等元素。研究結(jié)果表明,紫莖澤蘭、豚草、黃頂菊等植物的入侵會提高入侵地土壤中氮元素的含量,但對土壤中磷和鉀總含量的影響不是很明顯。

        土壤PH、有機(jī)物含碳量、總氮、磷、鉀等元素含量的改變均可對土壤微生物的群落造成影響,改變幅度不同,造成影響的程度也不一樣。

        2.2 入侵植物對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響

        外來入侵植物可通過多種途徑影響土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)。例如:入侵植物可通過與入侵地的菌根真菌等結(jié)合,從而形成共生體使寄主植物獲得更多的土壤營養(yǎng),以利于增加入侵力。研究結(jié)果表明:①紫莖澤蘭、豚草、黃頂菊等外來植物的入侵可導(dǎo)致入侵地土壤中叢枝菌根真菌(VAM)的含量升高,真菌的含量降低。土壤中很多真菌真菌是不利于本地植物生長的病原菌真菌,而外來植物的入侵使得入侵區(qū)域的真菌含量降低,那么本地植物生長區(qū)域的真菌含量則會升高,從而對本地植物造成危害,外來植物成功入侵。②紫莖澤蘭的入侵會提高入侵地土壤中放線菌的含量,黃頂菊的入侵反而會降低入侵地土壤放線菌的含量。一般情況下,放線菌在土壤水分少、有機(jī)質(zhì)含量較高的土壤中含量較高,可促進(jìn)土壤形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)而改善土壤。③外來植物的入侵階段不同,入侵地土壤中的細(xì)菌群落也不同。有研究發(fā)現(xiàn),重度入侵地土壤中的細(xì)菌種類普遍多于輕度入侵地和本地植物的土壤中的細(xì)菌種類。并且,重度入侵土中的常見有益細(xì)菌類群是芽孢桿菌屬,如炭疽芽孢桿菌、彎曲芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌等。

        2.3 防治入侵植物對土壤微生物群落影響的相關(guān)措施

        2.3.1 完善風(fēng)險評估制度,建立統(tǒng)一協(xié)調(diào)的管理體系

        入侵植物帶來的危害較多,人類和牲畜的健康、生態(tài)系統(tǒng)的破壞等,因此相關(guān)部門應(yīng)完善風(fēng)險評估制度,積極根據(jù)入侵植物的生物學(xué)特征、繁殖及傳播能力、對生態(tài)環(huán)境的影響等方面進(jìn)行風(fēng)險評估。此外,還應(yīng)建立包括檢疫、環(huán)保、海洋、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、貿(mào)易及科研機(jī)構(gòu)等多部門統(tǒng)一協(xié)調(diào)的管理體系,并綜合運用多種方法如生物、物理方法等,從而探索最有效的防治方法及方案,全面、綜合的開展植物入侵的防治工作。

        2.3.2 其他

        主要有以下幾點:①大力保護(hù)沒有受到外來植物入侵的生態(tài)系統(tǒng),并嚴(yán)格防治外來植物的入侵;②對受到輕度入侵的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)先保護(hù)及管理,采取切實、可行的防治措施,防止其入侵面積的擴(kuò)大;③對入侵較為嚴(yán)重的生態(tài)系統(tǒng),應(yīng)控制好入侵邊界,采取隔離措施;④有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對入侵植物的研究,積極探索出有效的監(jiān)測、管理及防治措施。

        3 結(jié)語

        外來植物的入侵已成為全球性的生態(tài)環(huán)境問題,目前我國還沒有建立針對外來入侵植物的專項法規(guī)及條例,也沒有防治入侵植物的危害的專門政策法規(guī)。外來植物的入侵不僅會破壞生物和土壤微生物群落的多樣性,還會對生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞,因此應(yīng)加強(qiáng)對入侵植物的相關(guān)研究,提供足夠的理論依據(jù),從而有效的控制入侵植物帶來的危害。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]張桂花,彭少麟,李光義,李勤奮.外來入侵植物與地下生態(tài)系統(tǒng)相互影響的研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2009,6(14):11-13.

        [2]周虹霞,劉金娥,欽佩.外來種互花米草鹽沼土壤微生物16S rRNA特征分析——以江蘇省潮間帶為例[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2006,21(6):799-805.

        [責(zé)任編輯:田吉捷]

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