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生物土壤结皮是由土壤微生物、藻类、地衣和苔藓植物等孢子植物类群与土壤形成的有机复合体。有研究表明,生物土壤结皮的存在会对维管束植物的种子萌发、幼苗成活和建成及植株生长等方面产生重要影响。如果某一物种要成功的入侵到一个新生境,需要经历引入、定居、繁殖、扩散和爆发等几个阶段。那么生物土壤结皮的存在会不会影响它的入侵过程呢?旱雀麦原产于欧亚,18世纪后,引入到北美,此后成为当地的外来入侵种。因此,我们选择了具有入侵性的旱雀麦为研究材料,分别来源于中国和哈萨克斯坦,探讨生物土壤结皮对其种子萌发和植株生长的影响,为验证生物土壤结皮如何影响生物入侵提供一定理论依据。此外,我们还研究了生物土壤结皮在干扰的情况下对旱雀麦的种子萌发和植株生长的影响,旨在探明人类对生物土壤结皮的干扰与生物入侵之间的关系。研究结果表明:
1.生物土壤结皮的存在显著抑制了早雀麦的种子萌发,主要表现在降低了种子萌发速率以及延长了种子平均萌发时间;受干扰的地衣结皮显著提高了旱雀麦的种子萌发率,有助于旱雀麦的种子萌发;沙埋显著降低了旱雀麦种子的萌发率。2.生物土壤结皮对旱雀麦的荧光光合产生一定的促进作用。3.生物土壤结皮显著增加了旱雀麦对氮的吸收,在一定程度上也促进了旱雀麦对磷(P)、钾(K)的吸收,抑制对锌(Zn)、镁(Mg)、钙(Ca)的吸收。4.生物土壤结皮的存在显著提高了旱雀麦的生物量。
本研究表明,生物土壤结皮的存在抑制了旱雀麦的种子萌发,是阻碍入侵植物定居的一道天然屏障。然而,由于人类活动对生物土壤结皮的破坏,可能会导致这道天然屏障的消失。受干扰而破损的生物土壤结皮显著提高了旱雀麦的种子萌发率,对其生长产生了一定的促进作用。生物土壤结皮含有较为充足营养元素和水分条件,有利于某些外来物种的种群繁衍。