入侵植物芦竹(Arundo donax L.)不同控制策略对地上地下生物多样性的分类群特异性影响

为评估入侵植物芦竹(Arundo donax)控制策略对生态系统的综合影响，意大利锡耶纳大学团队通过四种管理强度处理（无干预、年割一次、年割三次、塑料覆盖），系统分析了其对植物-土壤细菌-真菌群落分类学丰富度及功能组成的短期效应。研究发现高强度处理（塑料覆盖）能完全抑制入侵种但会降低植物和细菌多样性，而真菌群落表现出显著抗性。该研究为入侵物种管理中的生物多样性权衡提供了首个多类群实证依据，发表于《Journal of Environmental Management》。

　　

在全球生物多样性丧失的背景下，入侵植物芦竹(Arundo donax L.)因其强大的生态破坏力被列为"全球百大恶性入侵物种"。这种原产中亚的禾本科植物通过人类活动扩散至地中海地区后，成为河岸生态系统的重大威胁——它不仅排挤本地植物，其浅根系还会加剧河岸侵蚀，更意外地为啮齿动物提供栖息地进而破坏堤坝稳定性。尽管各国采取多种控制措施，但传统研究多聚焦单一类群响应，缺乏对地上-地下生物群落协同效应的系统评估，更忽视了对土壤微生物这一"地下黑箱"的影响。

针对这一知识空白，锡耶纳大学生命科学系的研究团队在意大利托斯卡纳的人工河道开展了一项创新性实验。他们设计了梯度管理强度的四种处理：对照组（C）、年割一次（OC）、年割三次（TC）和塑料覆盖（M），通过为期11个月的干预和5个月的恢复期监测，首次同步追踪了植物-细菌-真菌三大生物类群的响应轨迹。研究采用无人机测绘划定实验单元，通过植被调查和土壤高通量测序（16S rDNA V3-V4区/ITS1区）获取分类学数据，结合FunGuild和Tax4fun功能预测工具，运用广义线性模型(GLMs)和置换方差分析(PERMANOVA)解析处理效应。

3.1 芦竹控制效果

数据显示塑料覆盖展现出"灭绝级"控制力：处理后5个月内完全抑制芦竹的密度、盖度、茎粗和高度（均降为0），而割草处理仅暂时性降低植株形态指标。值得注意的是，高频割草（TC）反而刺激芦竹盖度在生长季增加，印证了该物种"越割越旺"的生物学特性。

3.2 分类学丰富度

植物群落呈现"V型"恢复曲线——塑料覆盖在5月使物种数归零，但到10月时先锋一年生植物快速定殖，丰富度反超其他处理。细菌ASV（扩增子序列变体）丰富度在塑料覆盖下持续低迷，表明其恢复滞后性。而真菌OTU（操作分类单元）丰富度对所有处理均无响应，但受季节波动影响显著，秋季普遍下降约30%。

3.3 功能组成

功能维度上，塑料覆盖造成植物功能群"清零效应"和细菌功能群"塌缩"，但真菌功能冗余性使其保持稳定。季节更替驱动植物群落从一年生向多年生演替，而细菌的氨化、反硝化等功能基因丰度在塑料覆盖下显著改变，暗示土壤氮循环可能受阻。

这项研究揭示了入侵物种管理中的"生态代价悖论"：最有效的物理控制手段（塑料覆盖）虽能根除入侵种，但会引发植物和细菌群落的短期崩溃。不过令人欣慰的是，植物群落展现出的强恢复力提示这种影响可能是暂时的。研究团队特别指出，真菌网络的"地下互联网"特性（通过菌丝网络连接多个植株）可能是其抵抗干扰的关键。这些发现为生态修复提供了重要启示：在堤坝抢险等急需快速控制的场景可优先采用塑料覆盖，而在生物多样性热点区则应权衡控制强度与生态代价。该研究建立的"多类群响应评估框架"为入侵物种管理政策提供了科学依据，后续研究可拓展至更多营养级和长期监测。