引入共生固氮树导致河岸地活动物多样性与土壤养分的同步变化及生态管理启示

为探究入侵共生固氮树如何通过改变土壤化学性质影响河岸生态系统生物多样性，研究人员聚焦俄罗斯橄榄（Elaeagnus angustifolia）对土壤氮（N）、磷（P）、水分及节肢动物群落的调控作用。通过对比原生棉杨林、现存俄罗斯橄榄林及移除区，发现入侵树显著增加土壤氮含量和水分、降低磷水平，并导致节肢动物多样性下降，同时促进腐食动物丰度。该研究强调了管理入侵固氮植物对维护河岸生态完整性和养分平衡的紧迫意义。

　　

河岸生态系统作为水陆交错带的核心，维系着生物多样性与养分循环的动态平衡。然而，全球范围内入侵植物的扩散正悄然改写这一平衡，其中共生固氮树如俄罗斯橄榄（Elaeagnus angustifolia）尤为引人担忧。这类植物通过根系固氮作用显著提升土壤氮输入，却可能打破氮磷（N:P）化学计量平衡，进而影响土壤微生物和无脊椎动物群落。在美国西南部干旱河岸区，俄罗斯橄榄的引入已导致原生棉杨（Populus deltoides）林被替代，引发土壤养分异质化及生物多样性衰退。但入侵树如何通过改变土壤化学性质间接调控地活动物（如节肢动物）群落，以及移除入侵后的遗留效应，仍是未解之谜。这不仅关乎生态理论中养分-生物多样性的耦合机制，更对河岸恢复实践具有指导意义。

为解开这一谜题，新墨西哥矿业技术学院（New Mexico Institute of Mining and Technology）的研究团队在里奥格兰德（Rio Grande）河岸的Bernardo野生动物保护区开展了一项系统性研究。通过选取三种典型植被区——原生棉杨林（POP）、现存俄罗斯橄榄林（ROS）及机械移除区（ROX），研究人员在每个区域设置三个20×20米的重复样方，并结合历史气候数据（如采样期温度14.6–38°C、降水量152毫米）控制环境变量。核心方法包括：（1）利用陷阱法（pitfall traps）每周收集地表活动节肢动物，历时三个月（2019年5月至8月），样本经冷冻保存后鉴定至物种或科级水平（如Porcellionidae、Armadillidiidae），并依据摄食生态分为18个功能群（如腐食动物、植食动物、捕食者）；（2）每两周采集表层土壤（0–15厘米），使用硫酸钾（K₂SO₄）提取液分析铵（NH₄⁺）、硝酸盐（NO₃^-）、磷酸盐（PO₄^3-）浓度及pH值，通过分光光度法（波长530nm、660nm、630nm）量化养分；（3）应用香农多样性指数（H'）、布雷-柯蒂斯相似性矩阵和非度量多维尺度分析（NMDS）评估节肢动物群落结构，并结合贝叶斯方差分析（Bayesian ANOVA）和皮尔逊相关性检验土壤参数与生物指标的关联。样本来源依托新墨西哥大学西南生物博物馆的参考标本进行验证，确保分类准确性。

Arthropod Abundance and Diversity

研究共鉴定22,576个节肢动物个体，归为79个分类单元（OTU）。原生棉杨林（POP）支持最高α多样性（H'_t），尤其在春季/初夏采样期；而俄罗斯橄榄林（ROS）中腐食动物（如Porcellion