热带珊瑚岛有害植物入侵对丛枝菌根真菌和固氮菌群落结构的影响

　　 摘要:

生物入侵显著改变了土壤中功能微生物群落的组成,进而影响本土植物的养分吸收及其群落结构。热带珊瑚岛由于植物群落结构简单且存在养分限制,极易受到植物入侵的影响,进而影响功能微生物发挥作用。以我国热带珊瑚岛生态系统为研究对象,以未有植物定植的光裸地作为对照,并采集8种入侵的有害植物和2种本土植物的根际土壤,采用高通量测序的方法,探讨了植物入侵对珊瑚岛植物根际功能微生物(丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和固氮菌(nifH))群落的影响及其驱动因素。研究结果表明:1)有害植物和本土植物在珊瑚岛的定植显著影响了功能微生物的α多样性。具体而言,AMF丰富度指数在乡土植物根际土壤显著高于入侵植物根际土壤和光裸地(P < 0.05),而Shannon-Wiener指数(Shannon-wiener index)呈现本土植物>光裸地(P < 0.05),但与有害植物根际无显著差异;nifH的丰富度指数和Shannon-Wiener指数呈现有害植物>对照≈本土植物(P < 0.05);8种入侵植物根际土壤之间的AMF和nifH的α多样性指数具有显著差异;2) AMF和nifH的β多样性在不同入侵植物物种之间具有显著差异,有害和本土植物定植显著改变了其β多样性(P < 0.05),并显著改变了AMF、nifH和AMF+nifH的共发生网络的子网络拓扑参数度和平均路径长度(P < 0.05),但对介数中心性无显著影响;3)冗余分析表明,AMF和固氮菌的物种多样性和群落结构主要受土壤有效氮、磷和植物叶片氮、磷含量的影响,而子网络拓扑参数则主要受叶片碳、土壤有机碳和铵态氮的驱动。综上所述,在热带珊瑚岛养分限制条件下,有害植物的快速入侵对功能微生物α多样性的影响在AMF和固氮菌群落具有相反趋势,但都显著改变了群落结构和共发生网络的子网络拓扑参数。本研究为热带珊瑚岛地上-地下群落的快速构建、土壤恢复及有害植物防控提供了重要的理论依据和实践参考。