土壤异质性在自然生境中普遍存在,并深刻影响着各种生态学格局与过程。土壤中营养或空间的异质性及其与生物因子(如植食昆虫或蚯蚓)的相互作用等都能引起植物个体、种群和群落特征的变化。目前国内外有关土壤异质性对植物与土壤动物和植食昆虫之间相互关系的影响的研究仍十分缺乏。以多种植物(克隆或非克隆)、植食昆虫和蚯蚓等为研究对象,运用实验生态学等方法,开展了五个温室控制实验,研究了土壤异质性及其与其他因子(水分、克隆整合、蚯蚓和蚜虫等)的交互作用对植物生长及觅食行为的影响。1.土壤养分异质性对入侵植物喜旱莲子草生长和竞争力的促进作用明显强于其他本地植物,且和含水量相关。在竞争处理中,喜旱莲子草显著降低三种本地植物的生长,且对牛鞭草和狗牙根的抑制作用在异质环境下更强。在低含水量下,喜旱莲子草竞争响应的强度在异质性土壤环境中高于同质环境。2.克隆整合触发了喜旱莲子草各部分间的劳动分工,即增加前端分株地上部分生长和基端分株根系生长。克隆整合不仅促进了克隆体各分株、片段的生长和再生,还促进了其种群扩散。3.土壤深度的增加显著促进了豆科植物和非禾本科植物的生长,以及群落总生物量的积累。物种多样性显著影响了群落生产力,尤其是促进豆科植物和非禾本科植物对土壤异质性的响应。非禾本科植物在高多样性群落中表现出对土壤异质性及深度的响应。豆科植物在低多样性群落中表现出对土壤异质性和深度的积极响应,而在高多样性群落中,其在浅层土壤中生长更好。4.土壤异质性触发了香菇草对其高效的觅食响应,且提高了整个植株的生长;蚜虫采食降低了香菇草生物量的积累和分株数的产生,且在同质环境下的抑制明显高于异质环境下,即土壤异质性缓和了因采食受到的抑制作用;蚯蚓未对植物产生任何明显影响,但其存活数和鲜重受到土壤异质性和蚜虫的显著影响,即异质环境下或蚜虫存在时更高于其他处理。5.不同类型的植物其觅食能力不同,对土壤异质性和蚯蚓的响应不同。土壤异质性均表现出对匍茎剪股颖、披碱草、紫羊茅、黑麦草和百喜草生长的促进作用,蚯蚓促进了紫羊茅、黑麦草、百喜草、沟叶结缕草和细叶结缕草的生长,且蚯蚓改变了土壤异质性对植物的效应,即削弱了百喜草对土壤异质性的响应。以上实验结果表明,土壤异质性(养分或空间)通过影响植物的觅食行为,显著促进了植物个体生长,改变了入侵植物和非入侵植物种间竞争关系,并协同其他生物因子(蚯蚓、植食昆虫)和非生物因子(水分和整合)进一步影响了植物对环境变化的可塑性响应。