《表4 外来物种入侵对草地土壤微生物群落的影响》

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《宏基因组方法揭示草地土壤微生物群落响应全球变化》

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草地土壤微生物群落由于外来植物介入而发生显著变化，这些变化对土壤微生物群落的影响在生态系统内具有重要的反馈作用（表4）。由于植物入侵会选择性地抑制优势微生物种类（Carey et al.，2017），入侵植物可直接通过根区附近的生长促进或抑制作用改变土壤微生物群落，称之为正反馈。正反馈可能快速导致微生物群落转化，促进了植物入侵的成功。Piper等（2015）利用16S rRNA高通量测序证明了无芒雀麦草（Smooth brome）入侵使细菌多样性下降，但是增加了稀有种土壤细菌的丰富度和均匀度，同时AOB相对丰度降低，进而影响氮循环。基于454高通量测序，Lekberg等（2013）发现，与原生植物群落相比，入侵植物矢车菊（knapweed）等降低了本地植物的共生丛枝菌根真菌（AMF）丰度而丰富了自身AMF的丰度和多样性，以此促成它们的成功入侵。生物入侵可以显著改变土壤微生物群落硝化或反硝化的能力，进而增强土壤氮素有效性和转化速率，提高自身获取营养的能力。Mc Leod等（2016）通过q PCR技术测定了与氮循环有关的土壤微生物群落的变化，结果显示，土壤中所有与入侵物种相关的AOB丰度的大幅增加，然而AOA丰度在入侵区域中没有增加。4种观测入侵物种中有3种的生产力和潜在硝化率都高于附近原生群落，而这些变化与AOB丰度的增加有关。其结果强调了氮循环土壤微生物群落在外来入侵植物如何改变草地生态系统功能方面的重要性，并表明功能的变化可以迅速发生，最终促进了外来入侵生物的生长。然而，在对待植物入侵如何改变草地土壤环境时，我们不能一概而论，不仅仅要关注这种影响效应的正反馈，也应该考虑潜在的植物与微生物之间的积极作用。Gibbons等（2017）使用shotgun宏基因组测序对土壤微生物的转变进行分析，发现生物入侵驱动了特定微生物类群（有机质、氮代谢等）的丰度变化，而地下群落的总体结构和功能潜力却相当稳定。这种负反馈维持了生态系统稳定性，表明植物入侵对草地微生物的影响不是绝对的。