入侵植物是指出现在其过去和现在的自然分布范围以外的、在本地的自然或半自然生态系统中定居、繁殖、扩散, 并对本地生态系统、景观效果和社会经济造成明显损害或不利影响的外来植物。外来入侵植物物种通过不同的机制改变生态系统服务, 已经成为对全球环境健康与生态安全可持续性的日益严重的威胁。土壤给植物提供生存基本空间, 研究入侵植物对土壤的影响对理解入侵植物的定居、繁殖及扩散方式至关重要。通过查阅文献, 该文综合分析了近年来入侵植物对土壤理化性质、酶活性、土壤微生物等土壤特性影响的研究成果, 探讨了入侵植物与土壤的相互作用关系, 总结归纳了植物入侵后土壤特性的变化特点, 阐述了入侵植物对土壤特性影响机制, 并对本领域的研究方向进行了展望, 旨在挖掘入侵植物对土壤的多方面影响, 揭示其入侵机理, 为入侵植物的有效防治提供一定的科学依据。

蚂蚁在亚热带森林生态系统物质循环和能量流动中发挥重要作用, 但不同树种可能通过改变林下微气候、地表环境和凋落物等的季节性差异调控蚂蚁群落结构。该研究于2023年7月至2024年3月在福建三明森林生态系统国家野外科学观测研究站同质园平台, 采用陷阱法原位调查6个代表性树种对蚂蚁群落结构组成、分类学类群和功能群差异及其调控因子的季节性影响动态。实验期间共捕获蚂蚁30 389头, 隶属于19属30种, 呈现出夏秋多样性高、冬春多样性低的趋势, 优势种为宽结大头蚁(Pheidole nodus)和黑褐举腹蚁(Crematogaster rogenhoferi)。树种显著影响了蚂蚁的多度, 影响程度表现为: 枫香树(Liquidambar formosana) >米槠(Castanopsis carlesii) >无患子(Sapindus saponaria) >杉木(Cunninghamia lanceolata) >醉香含笑(Michelia macclurei) >马尾松(Pinus massoniana)。不同季节及其与树种的交互作用也显著影响蚂蚁功能群结构, 夏季杉木林下广义切叶蚁亚科的多度显著高于其他树种, 春季米槠林下气候特化种的多度相对较高, 马尾松林下相对较低。典范对应分析显示, 土壤温度、土壤有机质含量、地上生物量和凋落物生物量可解释50%以上的蚂蚁群落结构变异。这些结果为深入认识中亚热带森林树种与蚂蚁等相似土壤动物类群的结构和功能提供了基础数据。

深圳湾福田红树林自然保护区是我国唯一一处位于城市腹地的国家级自然保护区。受人为干扰较重的城市红树林湿地的潜在物种多样性的研究, 可为红树林生态湿地可持续管理提供路径。该研究对深圳湾福田红树林自然保护区不同区域(核心区/非核心区)进行生态学调查, 采用超几何法评估物种共存特征与物种分布概率, 并基于调查数据分析该区域的植被特征。主要结果有: (1)深圳湾福田红树林自然保护区现分布主要有9种红树植物, 秋茄树(Kandelia obovata)是优势种; 核心区中秋茄树重要值较大(平均81.2%), 在非核心区, 秋茄树重要值显著降低, 并出现了无瓣海桑(Sonneratia apetala)与海桑(S. caseolaris)。(2)海桑与无瓣海桑存在强的共存倾向, z分数值为2.82, 而无瓣海桑与秋茄树存在竞争排斥, z分数值为-2.41, z分数值反映了物种实际分布与随机预期的偏离程度。(3)现存物种多样性与群落完整性之间具有显著正相关关系, 群落完整性越高, 则现存物种多样性越丰富。非核心区部分样方的无瓣海桑分布概率较高, 面临扩散风险。核心区秋茄树的分布概率(0.51 ± 0.09)显著高于非核心区(0.41 ± 0.15), 但核心区部分样方(如8号样带的样方)群落完整性较低, 建议适当补种本土红树, 提高物种多样性。

该研究以新疆吐鲁番和哈密两个地区(以下简称吐哈地区)的9个梭梭(Haloxylon ammodendron)种群为研究对象, 结合准噶尔盆地东南缘昌吉州奇台县和木垒县2个种群, 以及甘肃省2个种群, 使用基因组重测序获得的单核苷酸多态性(SNP)数据和叶绿体基因组数据, 分析其遗传多样性及遗传结构。SNP数据分析表明, 新疆昌吉州奇台县的梭梭种群核苷酸多样性较高, 而其东部哈密市巴里坤哈萨克自治县以及伊州区北部西山乡、沁城乡等地的梭梭种群核苷酸多样性相对较低; 吐哈地区的9个梭梭种群可分为4个类群, 其中哈密市巴里坤县和镜儿泉的梭梭种群与准噶尔盆地东南缘种群和甘肃种群具有相似的遗传成分; 吐鲁番高昌区、哈密市西山乡分布的2个类群保留有独特的遗传成分。13个种群共有39个叶绿体单倍型, 其中新疆昌吉州奇台县单倍型最多且最古老, 多样性最高; 吐哈地区和甘肃种群中均含有奇台单倍型。综合核基因组和叶绿体基因组种群遗传格局研究结果, 支持研究区域梭梭种群由准噶尔盆地东南缘的奇台种群向东传播的趋势判断, 提出了吐哈地区梭梭保护建议。

林下植被是亚热带森林的关键组成部分, 对维持森林生态系统结构、功能及提供生态服务等方面具有重要意义。长期土壤增温可能改变叶片功能性状进而影响林下植被的物种多样性与群落结构的演变。为探究长期土壤增温对亚热带天然林林下优势灌木叶片结构的影响, 该研究基于已进行8年的天然林原位土壤增温(+4 ℃)实验, 选取增温与对照组共有的3种优势灌木——山血丹(Ardisia lindleyana)、玉叶金花(Mussaenda pubescens)和黄毛冬青(Ilex dasyphylla), 对其叶片结构进行观察。发现增温对亚热带天然林林下优势灌木叶片的气孔与解剖结构有较大影响, 包括气孔密度和叶片厚度的减小以及比叶面积的增加, 具体表现为: 大灌木(黄毛冬青)栅栏组织和海绵组织厚度显著减少, 但下表皮厚度显著增加, 可能是增温导致叶片致密表皮毛进一步增殖的结果; 半灌木(山血丹)表皮和栅栏组织厚度显著减少, 海绵组织厚度显著增加, 反映叶片提高保水能力和缓冲水分压力的适应策略; 贴地伏生灌木(玉叶金花)上表皮和海绵组织厚度均显著减少, 但栅栏组织厚度显著增加, 表明增温提高了叶片水分运输效率及耐旱性。这些结果表明增温对亚热带天然林林下植被的水分利用效率产生显著影响, 为研究林下灌木结构对全球变暖的响应机理和生物多样性保护提供了科学依据。

探究温带过渡区典型天然林土壤有机碳组分与碳(C)库管理指数变化特征及其影响因素, 对提升土壤C储量和林地质量并制定合理有效的营林管护措施具有十分重要的现实意义。以山西庞泉沟国家级自然保护区境内的白桦(Betula platyphylla)林(BP)、青杄(Picea wilsonii) +华北落叶松(Larix gmelinii var. principis-rupprechtii) +桦树(Betula)针阔混交林(PLB)、白杄(Picea meyeri) +青杄针叶混交林(PP)和华北落叶松林(LP)等4种林型为对象, 以灌草地为对照(CK), 采集0-20 cm土层土壤样品, 分析了土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)、微生物生物量碳(MBC)和惰性有机碳(ROC)含量以及C库管理指数(CPMI)对林型变化的响应及其影响因素。发现: (1) SOC含量为PP ˃ PLB ˃ BP ˃ LP, 较CK分别增加了74.22%、41.62%、39.05%和3.01%; 4种天然林林型的DOC、EOC、MBC和ROC含量变化趋势与SOC相似, 但DOC和MBC含量变化不显著。(2) DOC:SOC和ROC:SOC受林型显著影响, LP的DOC:SOC和BP的ROC:SOC分别显著高于和低于其他3种天然林; 其余C组分含量对SOC含量的贡献未见显著变化, 均表现为PP中最低和LP中最高。(3) CPMI受林型显著影响, 其变化趋势与SOC含量相似。冗余分析和随机森林分析显示: 全氮和硝态氮含量是影响C组分含量和CPMI的主导因素, 其次是土壤含水量、有效钾含量和pH值。总体上, 混交林尤其是针叶混交林提高了土壤C组分含量和CPMI, 改善了土壤质量, 有助于土壤C储存; 土壤氮含量、水分含量及土壤酸碱度在预测温带过渡区森林生态系统土壤C库变化中起着关键的作用。因此, 适当增加土壤氮含量和改善物种多样性可能是提高温带过渡区天然林土壤C固存的有效手段。