本项目以植物-土壤微生物协同作用假设为依托,以互花米草为研究对象,通过野外采样调查和温室培养试验相结合,应用碳氮稳定性同位素双标记技术、微生物磷脂脂肪酸(PLFA)气相色谱和稳定性同位素比质谱联用技术(GC-C-IRMS),研究互花米草入侵滨海滩涂湿地生态系统并得以扩张的植物-土壤微生物协同作用机理(包括植物-土壤微生物间的碳氮流和土壤微生物群落演替)和定植的生态效应(包括土壤物理化学性质、土壤生物学、外来植物-土著植物间合外来植物自身的生态效应)。
plant-microbe interaction;stable isotope tracing;photosynthetic product;soil microbial community;Spartina invasion pathway
本课题通过三年的温室盆栽实验和野外调查与试验相结合,圆满完成了任务书的研究内容,并进行了进一步的深入探索,相关成果已发表,更多的成果在总结发表中。本课题利用稳定性同位素13C和15N双标记,应用PLFAs-SIP技术,明确了互花米草定植通过根系分泌光合作用产物和地上、地下凋落物影响定植沉积物土壤微生物群落结构和生物量,较土著芦苇定植增强根际土壤胞外酶的活性驱动碳、氮、磷养分循环,促进互花米草定植生长。并且通过稳定性同位素平衡帐计算明确了不同来源互花米草有机物投入对土壤微生物群落结构和活性的贡献率。互花米草地上和地下凋落物对土壤微生物群落结构(PLFAs)影响达14周之久,然后土壤微生物群落结构恢复到光滩沉积物组成,因此,互花米草一年生长周期中其沉积物微生物群落完全不同于入侵地沉积物微生物群落。结合野外调查采样,利用13C丰度示踪互花米草种子利用闽浙沿岸流在福建省沿海滨海湿地扩散的入侵途径,为相关C4外来植物入侵研究提供了方法论。并通过温室盆栽实验和野外原位试验尝试了去除互花米草地上部分后撒播土著芦苇种子生态修复入侵地的研究,明确了密集的互花米草地下部分可能是芦苇萌发存活的主要障碍,为进一步生态修复研究提供了思路。同时,进一步的DNA-SIP工作在继续中,将为下一步研究奠定基础。