外来植物入侵作为当前全球变化的重要组成部分,是造成生物多样性丧失的主要原因之一。研究调控植物群落可入侵性的机制仍然是当今入侵生态学的核心目标之一。生物抵抗假说预测生物多样性高的群落比生物多样性低的群落具有更强的入侵抵抗力,即生物多样性与群落的可入侵性呈负相关。然而,这种关系并不总是成立,也就是著名的入侵悖论。外来植物的成功入侵很大程度上归因于这些外来植物与本地群落植物的相互作用,本地植物群落的物种组成(特别是优势种身份)影响群落的可入侵性。研究表明群落植物的植物-土壤反馈(Plant-soil feedback,PSF)过程对入侵动态具有重要影响。然而不同群落植物如何通过塑造其土壤环境影响外来植物入侵还有待进一步研究。本文研究了中国胶东半岛昆嵛山五种常见的森林群落【赤松(Pinus densiflora Sieb.et Zucc.)林、赤松-麻栎(Quercus acutissima Carruth.)混交林、麻栎林、落叶阔叶杂木林、人工刺槐(Robinia pseudoacacia Linn.)林】土壤对外来植物美洲商陆(Phytolacca americana L.)入侵的影响,以及不同优势种通过PSF和凋落物途径对美洲商陆生长的影响,从而探究不同群落优势种如何通过地上和地下途径协同塑造土壤环境以影响群落的可入侵性。研究的主要结论如下:(1)相较于开阔地土壤,四种天然林(赤松林、赤松-麻栎混交林、麻栎林和落叶阔叶杂木林)土壤能有效地抑制美洲商陆的生长,而土壤中化感物质和较低的养分(特别是磷)条件可能是植物生长的潜在限制因子。相反,外来归化物种刺槐对土壤环境的影响(包括化感作用)促进了美洲商陆的生长。生测实验显示,不同森林群落凋落物中的化感物质抑制了美洲商陆种子的萌发,盆栽实验显示,这些物质进入土壤后主要通过改变土壤pH影响美洲商陆的生长。然而,我们没有证据表明演替后期的森林土壤对美洲商陆具有更强的化感作用。(2)环境条件可能影响植物与土壤间的反馈作用。选取开阔地土壤和分布广泛的赤松-麻栎混交林土壤【两种土壤在养分有效性、化感物质(主要是酚类物质)和土壤微生物方面具有显著差异】,分别在其上进行了一项两阶段的PSF实验,研究了6种本地植物和4种外来植物对美洲商陆产生的土壤反馈作用。研究发现,本地植物和外来植物在森林土壤上生长对美洲商陆均产生了负反馈,并且外来物种产生的负反馈更强,分析显示这与土壤微生物的作用密切相关。而外来物种和本地物种在开阔地土壤上生长,分别对美洲商陆产生正向和中性的反馈,分析显示养分有效性和土壤微生物群落同时影响这一过程。研究还发现麻栎凋落物介导的化感作用相比于其他物种对美洲商陆的抑制作用更强,而根系分泌物介导的化感作用较弱,这为盆栽实验和野外观察现象的不一致提供了一定解释。结合不同林型土壤对美洲商陆生长影响的研究,可得一些本地优势种产生的依赖于环境的PSF可以在抵抗美洲商陆入侵中发挥一定作用,但外来植物的相互协作是否促进外来植物入侵可能需要从更长的时间尺度上来考虑。土壤微生物群落是解释PSF的主要机制,其运作的耦合机制仍然依赖于环境。优势种凋落物介导的化感环境对土壤生物群落的修饰应引起重视。(3)通过生测和盆栽实验研究了4种本地植物和3种外来植物叶片对美洲商陆生长的化感作用以及对土壤环境的影响。研究发现,本地物种和外来物种叶片的化感作用存在显著差异,并对土壤性质(包括土壤pH值、有效养分和氮循环)产生了不同的影响,进而间接影响了美洲商陆的生长。化感作用通过改变土壤性质对美洲商陆的间接影响似乎更为重要,因为其与野外观测到的现象一致。以上研究结果表明,不同森林群落的优势种对其土壤环境的作用影响了群落的可入侵性。优势种凋落物介导的化感作用一方面直接抑制入侵植物的生长,另一方面通过长期修饰土壤环境(特别是土壤微生物群落结构)进而影响PSF过程。本地物种和外来物种对入侵植物产生的PSF不同,这种差异可能在一定程度上决定了群落的入侵抵抗力。这项研究强调了本地群落优势种的身份与表现对群落生物抵抗的重要性,可以预见由于干扰导致的植物群落生物环境的不稳定性将严重影响群落的可入侵性。