摘要
植物入侵不仅破坏了本地生态系统的功能，还对物种多样性造成了严重的危害。丛枝菌根(Arbuscularmycorrhiza,AM)是一类可以与世界上80%的陆生植物根形成的互利共生关系的土壤微生物，其不仅可以促进宿主植物对土壤中氮(N)、磷(P)等养分的吸收，还可以对入侵植物与本地植物之间的竞争产生影响。中国西南地区是典型的喀斯特地貌分布区，其具有面积大、分布广、地形条件复杂、裸岩率高、土层浅薄且不连续，水土流失严重和土壤N、P等养分亏缺等特征，是典型的脆弱生态系统。有研究表明，一定程度的施磷处理可以促进植物生长，然而，AM真菌及磷添加如何影响入侵植物与本地植物生长状况，养分及化学计量特征，不同处理下两物种间差异如何？因此，本试验选取西南地区常见的入侵植物紫茎泽兰(Eupatoriumadenophorum)和同为菊科的本地植物林泽兰(EupatoriumlindleyanumDC.)作为植物材料，通过接种与不接种AM真菌(M+和M-)、设置四个施磷处理(P0、P5、P15和P25)以及无竞争对照(CK)、种内竞争(IntraspecificCompetition;Intra)以及种间竞争(InterspecificCompetition;Inter)三种竞争处理，研究接种AM真菌和磷添加对喀斯特生境中入侵植物紫茎泽兰与本地植物林泽兰在不同竞争条件下的植物生长、养分摄取及其生态化学计量特征的影响，对阐明喀斯特生境中紫茎泽兰的入侵机制、以及理解AM真菌-磷元素-植物竞争三者之间的关系具有重要意义。 本试验设置物种因素、AM真菌因素、磷添加因素以及竞争因素进行四因素室内控制试验，入侵植物紫茎泽兰和本地植物林泽兰种植三个月后测定根系菌根侵染率及生物量、碳(C)、氮(N)、磷(P)营养元素指标，得出以下主要研究结果： (1)入侵植物紫茎泽兰的根系菌根定殖率在无竞争对照处理下最高，且在未施磷处理中达到最高侵染率，而本地植物林泽兰则在种内竞争时最低，在未施磷处理下也达到最大侵染率，且本地植物林泽兰的根系菌根侵染率要高于入侵植物紫茎泽兰。此外，接种AM真菌显著促进了两植物各器官的生物量积累，总体而言，入侵植物紫茎泽兰在无竞争条件下生物量最高，而在与本地林泽兰竞争时生物量最低，本地林泽兰则在种内竞争条件下最低；物种间生物量的比较也表明，除了在P25磷浓度下接菌处理的对照紫茎泽兰根茎叶和总生物量显著高于对照林泽兰以外，其余处理下本地植物林泽兰的生物量均显著高于入侵植物紫茎泽兰。 (2)除了在一些处理下接种AM真菌降低了两植物根茎叶C和P浓度以外，总体而言接菌处理提高了其根茎叶的C和P浓度，降低了两植物的根茎叶N浓度。竞争处理仅对茎C浓度、茎和叶N浓度、根和叶P浓度有显著影响。施磷处理极显著地影响了根茎叶C、N、P浓度。总体上，本地林泽兰各器官C浓度要高于入侵紫茎泽兰，而N浓度在个各处理间表现不尽相同，根和茎P浓度基本表现为紫茎泽兰高于林泽兰，叶P浓度则表现为林泽兰高于紫茎泽兰。 (3)接种AM真菌总体上提高了入侵紫茎泽兰和本地林泽兰的C、N、P积累量。总体而言，入侵植物紫茎泽兰在无竞争条件下C、N、P积累量最高，而在与本地林泽兰竞争时C、N、P积累量最低，且本地林泽兰在种内竞争时最低；物种间养分积累量的比较也表明，除了在P25磷浓度下接菌处理的对照紫茎泽兰C、N、P积累量高于林泽兰以外，其余处理下本地植物林泽兰的C、N、P积累量均高于紫茎泽兰。 (4)AM真菌、竞争因素以及施磷处理均对两植物各器官间的养分元素比值有调节作用，不同处理对植物各器官间碳氮磷化学计量比影响不尽相同且两者生长均受N元素限制。 综上所述，我们的研究结果表明，接种AM真菌可以改善两植物的生长和养分积累量，且表现为本地植物林泽兰在生长和养分竞争方面均高于入侵植物紫茎泽兰；而不同的施磷处理和竞争处理对两植物的营养元素调节规律不尽相同。此外，AM真菌可以调节入侵紫茎泽兰和本地林泽兰的养分积累情况对不同竞争处理间以及不同施磷处理的响应。总的来说，入侵紫茎泽兰在生长和养分竞争方面要弱于本地植物林泽兰且两者生长均受氮元素的限制，表明在氮限制的喀斯特生境中，本地林泽兰可以作为替代植物控制紫茎泽兰的入侵。
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