在神秘的热带珊瑚岛生态系统中，植物之间的 “战争” 每天都在上演。植物凋落物分解是生态系统中至关重要的一环，它如同大自然的 “循环引擎”，对碳循环、养分释放以及生态系统功能的维持起着关键作用。然而，随着外来植物的入侵，这一 “引擎” 的运转开始出现异常。
无根藤（Cassytha filiformis）作为一种入侵性的半寄生植物，悄然在热带珊瑚岛的本土植被中蔓延，给当地生态带来了不小的麻烦。它的入侵改变了植物群落的组成和结构，影响了生物多样性。但令人疑惑的是，它对本土植物群落凋落物分解和养分释放的影响尚不明确。为了解开这个谜团，探索生态系统在入侵压力下的变化规律，来自海南医科大学、齐鲁师范学院、中国科学院华南植物园等多家机构的研究人员，踏上了对永兴岛的研究之旅。他们深入探究无根藤入侵程度与凋落物分解动态之间的关系，以及酶活性、土壤性质在其中扮演的角色。
研究人员的努力有了重要收获，相关成果发表在《BMC Plant Biology》上。这一研究对于揭示热带珊瑚岛生态系统在植物入侵下的响应机制，保护本土生态环境具有重要意义。它为后续的生态修复和生物多样性保护提供了关键的理论依据。
在研究过程中，研究人员运用了多种技术方法。首先，他们在永兴岛选定研究区域，根据无根藤的视觉覆盖度将森林群落划分为无入侵、轻度入侵和重度入侵三个等级。接着，开展原位凋落物分解实验，设置不同的凋落物组合处理，定期收集凋落物样本和土壤样本。通过测定凋落物的质量损失率、有机碳（LC）、总氮（LN）等指标，以及土壤的 pH、有机质（C）等性质和多种酶活性，获取了丰富的数据。最后，运用方差分析和结构方程模型（SEM）等统计方法对数据进行分析。
研究结果如下：
- 凋落物分解的质量损失和元素释放：在分解实验中，凋落物质量显著下降。分解 3 个月和 6 个月时，不同入侵程度的凋落物质量差异不明显，9 个月时重度入侵地块的凋落物质量最低。随着分解进行，LC、凋落物木质素含量（LL）和 LL/LN 降低。未入侵地块中，LN 和凋落物总磷含量（LP）随时间增加；轻度和重度入侵地块中，LN 和 LP 先增后减。未入侵地块凋落物 C/N 随分解降低，轻度和重度入侵地块分解 3 个月后 C/N 最低，6 个月和 9 个月后升高。
- 酶活性动态变化：酶活性随分解时间和无根藤入侵程度而变化。β-1,4 - 葡萄糖苷酶（BG）、β-1,4-N - 乙酰葡萄糖胺酶（NAG）和碱性磷酸酶（ALP）在未入侵地块和轻度入侵地块的活性峰值时间不同，在重度入侵地块均在分解 9 个月时达到峰值。多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）活性随分解降低，分解 9 个月时，入侵地块的 PPO 活性低于未入侵地块，POD 活性高于未入侵地块。
- 酶与土壤性质的相关性：酶活性与分解时间、入侵程度和土壤性质显著相关。BG、NAG 和 ALP 与分解时间正相关，PPO 和 POD 与分解时间负相关。PPO 与入侵程度负相关，POD 与入侵程度正相关。多种酶与土壤有效磷（AP）、pH、钾（K）等性质相关。
- 酶活性、凋落物分解与环境因素的关系：结构方程模型显示，无根藤入侵和分解时间对凋落物质量损失有直接正向影响。分解时间显著影响土壤性质和酶活性，无根藤入侵显著影响酶活性，但土壤性质和酶活性对质量损失的直接影响不显著。酶活性直接影响凋落物元素释放，间接影响凋落物质量损失。
研究结论和讨论部分指出，无根藤入侵加速了凋落物质量损失和元素释放，尤其是氮的释放，这得益于其提供的高质量凋落物。但它也延缓了碳的释放，早期凋落物分解使可溶性底物快速分解，之后分解减缓。无根藤入侵还改变了酶活性的峰值时间，影响了土壤微生物群落，进而影响凋落物分解。此外，土壤性质如 pH、AP 等对酶活性有不同影响。综合来看，无根藤入侵和土壤性质共同调节凋落物分解，入侵在 6 个月后加速分解。虽然它促进了凋落物养分释放，但却是以地上植被生物量损失为代价，形成了有利于其自身入侵的 “正反馈” 效应，加剧了对热带珊瑚岛本土植被的影响。这一研究成果为深入了解热带珊瑚岛生态系统在植物入侵下的变化提供了重要线索，对保护和管理这些脆弱的生态系统具有不可忽视的价值 。
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