《表2 外来植物入侵的生态机制》

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《外来入侵植物对本地植物菌根真菌的影响及其机制》


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入侵植物可以通过多种生态机制影响本地植物的菌根真菌(Grove et al.,2017a),目前国内外相关研究主要集中在物种竞争、土壤养分变化和化感作用3个方面。如表2所示,入侵植物往往具有较强的资源(光和养分等)竞争能力。例如,Solanum carolinense有着强大的无性繁殖能力可以快速扩散(魏雪苹等,2020)。入侵植物还可以抑制本地植物光合作用(Funk&Vitousek,2007;van Kleunen et al.,2010;Huang et al.,2020),光合产物的减少可能会抑制本地植物菌根真菌侵染(Fellbaum et al.,2012)(图3)。入侵植物往往具有较强的养分竞争力和大量的根系分泌物(Liao et al.,2008;Grove et al.,2017b;韩雪等,2020;Huang et al.,2020)(表2)。入侵植物还可以通过凋落物和根系分泌物等改善和提高土壤养分(Zhang et al.,2018b;Pérez Castro et al.,2019),形成植物和土壤之间的正反馈(Zhang et al.,2018c,2020;Zhao et al.,2019,2020),进而降低本地植物(如Solidago decurrens和Andropogon gerardii)菌根真菌的侵染率,改变菌根真菌的群落组成(陆建忠等,2005;Johnson et al.,2010)(图3)。入侵植物还可以通过化感作用对本地植物菌根真菌产生直接影响(Thorpe et al.,2009;Soudzilovskaia et al.,2015)(图3)。入侵植物产生的化感物质(如类黄酮和芥子油苷等)能抑制菌根真菌孢子萌发、生长和侵染,从而抑制依赖这些真菌的本地植物的生长(Callaway&Aschehoug,2000;Callaway&Ridenour,2004;Prati&Bossdorf,2004;Callaway et al.,2008)。这些化感物质也可能通过抑制本地植物的生长(Zheng et al.,2015),从而降低植物对菌根真菌碳的供应,进而抑制菌根真菌侵染。此外,外来植物所分泌的化感物质可能也会影响本地植物的非菌根真菌,进而对本地植物菌根真菌产生间接影响(图3)。实际上,本地植物菌根真菌的变化可能是多种机制共同作用的结果(Grove et al.,2017a,2017b)。不同入侵植物对本地植物菌根真菌的影响机制可能不同,而不同本地植物菌根真菌对每种机制的响应可能也有差异,这使得不同外来植物入侵对不同本地植物菌根真菌的影响可能呈现出不同的趋势。