Direct and indirect effects of invasive plants on soil chemistry and ecosystem function.
J Chem Ecol · 2010 · 36:59-69 · PMID 20077127 · 등급7 종설·논평 종설 · 환경과 생태 > 토양생물·미생물 · 식물 · 환경
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침입성 식물은 토양 화학 및 생태계 기능에 대한 직접적 및 간접적 영향을 통해 식물 군집에 다수의 영향을 미친다. 예를 들어, 식물은 뿌리 분비물을 통해 토양 환경을 변화시켜 토양 구조에 영향을 미치고, 영양소를 이동시키거나 킬레이트화한다. 낙엽과 뿌리 분비물의 장기적인 영향은 토양 영양소 풀을 변형시킬 수 있으며, 침입성 식물종이 토착종과는 다르게 영양 순환을 변화시킬 수 있다는 증거가 있다. 식물이 생태계 생지화학에 미치는 영향은 잎 조직의 영양소 화학량론적 차이나 이차 대사산물의 차이에 기인할 수 있으나, 이러한 과정에서 알렐로케미컬(allelochemicals)의 중요성에 대한 증거는 부족하다. 일부 침입성 종은 침입된 군집에 고유한 화합물 또는 화합물 조합을 방출함으로써 경쟁 우위를 얻을 수 있는데, 이를 "신규 무기 가설(novel weapons hypothesis)"이라고 한다. 또한, 침입성 식물은 이들을 통제하는 데 사용되는 제초제를 통해 간접적으로 식물 군집에 심대한 영향을 미칠 수 있다. 전 세계에서 가장 널리 사용되는 제초제인 글리포세이트는 종종 침입 잡초를 통제하는 데 사용되며, 일반적으로 환경 영향이 미미한 것으로 간주된다. 대부분의 연구는 글리포세이트 및 기타 제초제가 토양 미생물 군집에 거의 또는 아무런 영향을 미치지 않음을 보여준다. 그러나 제초제 살포는 리조비움 결절 형성 및 균근 형성을 감소시키거나 촉진할 수 있다. 제초제 비산은 비표적 식물의 성장에 영향을 줄 수 있으며, 글리포세이트 및 기타 제초제는 아급성 용량에서 식물의 이차 화학에 유의미한 영향을 미칠 수 있다. 요약하자면, 문헌은 침입종이 생태계의 생지화학을 변화시킬 수 있으며, 침입종이 방출하는 이차 대사산물이 토양 화학뿐만 아니라 식물-식물 및 식물-미생물 상호작용에서 중요한 역할을 할 수 있고, 침입종을 통제하는 데 사용되는 제초제가 아직 완전히 탐구되지 않은 방식으로 식물 화학과 생태계에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
Invasive plants have a multitude of impacts on plant communities through their direct and indirect effects on soil chemistry and ecosystem function. For example, plants modify the soil environment through root exudates that affect soil structure, and mobilize and/or chelate nutrients. The long-term impact of litter and root exudates can modify soil nutrient pools, and there is evidence that invasive plant species may alter nutrient cycles differently from native species. The effects of plants on ecosystem biogeochemistry may be caused by differences in leaf tissue nutrient stoichiometry or secondary metabolites, although evidence for the importance of allelochemicals in driving these processes is lacking. Some invasive species may gain a competitive advantage through the release of compounds or combinations of compounds that are unique to the invaded community—the “novel weapons hypothesis.” Invasive plants also can exert profound impact on plant communities indirectly through the herbicides used to control them. Glyphosate, the most widely used herbicide in the world, often is used to help control invasive weeds, and generally is considered to have minimal environmental impacts. Most studies show little to no effect of glyphosate and other herbicides on soil microbial communities. However, herbicide applications can reduce or promote rhizobium nodulation and mycorrhiza formation. Herbicide drift can affect the growth of non-target plants, and glyphosate and other herbicides can impact significantly the secondary chemistry of plants at sublethal doses. In summary, the literature indicates that invasive species can alter the biogeochemistry of ecosystems, that secondary metabolites released by invasive species may play important roles in soil chemistry as well as plant-plant and plant-microbe interactions, and that the herbicides used to control invasive species can impact plant chemistry and ecosystems in ways that have yet to be fully explored.| 저자 | Weidenhamer, J. D.; Callaway, R. M. |
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| 저널 | Journal of chemical ecology |
| 권·호·쪽 | 36(1), 59-69 |
| PMID | 20077127 |
| DOI | 10.1007/s10886-009-9735-0 |
| MeSH | Ecosystem; Glycine; Herbicides; Plant Weeds; Plants; Soil; Glyphosate |