研究背景
毛竹（Phyllostachys edulis）是亚热带森林生态系统中的重要物种，兼具经济价值与生态功能。但单一毛竹林长期发展易面临土壤养分循环受限、地力下降和生产力衰退等问题。相比之下，毛竹—阔叶混交林有助于改善土壤环境、提升林分稳定性和生产力。但若缺乏有效管控，毛竹可通过地下茎快速扩张，改变群落结构并抑制阔叶树更新。由此，一个关键问题值得关注：毛竹入侵如何影响阔叶树的水分与养分获取，并维持二者的短暂共存？
近期，南京林业大学的姜老师团队在《Catena》上发表了研究，团队以毛竹入侵麻栎（Quercus acutissima）阔叶林为对象，结合稳定氢氧同位素、根系生物量调查、土壤水分与养分分析，系统揭示了毛竹入侵过程中植物水分利用策略与地下生态位竞争机制。
图1.研究区样地设置及样点分布。
研究方法
研究设计：研究在长三角生态定位观测站进行，研究对象包括入侵样地中的毛竹和麻栎，以及未受毛竹入侵影响的麻栎对照样地。沿毛竹入侵梯度设置样地，分别在受入侵的阔叶林区和未受入侵的对照区各设3个30 m × 400 m样方;
样品采集：采集不同土层土壤、植物枝条和土壤水样，测定土壤含水量、水储量及C、N、P等指标；同时提取植物木质部水和土壤水，并测定δ²H和δ¹⁸O值，以解析植物水分来源。
值得一提的是，研究团队采用LI-2100全自动真空冷凝抽提系统（北京理加联合科技有限公司）提取植物木质部水和土壤水，该设备采用超低压真空蒸馏冷冻的原理，不仅能高效（98%）获取木质部水分和土壤水，而且可严格控制提取过程、避免蒸发引发的同位素分馏，确保氢氧同位素分析结果的准确性。
数据分析：研究利用MixSIAR模型定量解析不同土层对植物水分来源的贡献，并结合水分来源和根系生物量计算生态位重叠，评估毛竹与麻栎的地下资源竞争关系。
图2.毛竹入侵对麻栎SWS和凋落物持水能力（LC）的影响。
图3.入侵区 (a) 和对照区 (b) 中麻栎和毛竹的平均 (±SD) 水源。
图4.麻栎和毛竹的平均（±标准差）根系生物量（RB）。
图5.毛竹入侵对麻栎不同土层平均养分含量（±标准差）的影响。
图6.毛竹和麻栎的比例相似度（PS，根据水源计算）和生态位重叠（O，根据根生物量计算）。
研究结果
毛竹入侵降低土壤水储量，但提高凋落物持水能力；
对照样地中，麻栎主要吸收浅层土壤水；
毛竹入侵后，麻栎被迫转向深层水源；
毛竹主要利用浅层富养分水源；
根系生态位重叠显示毛竹具有更强竞争优势；
结语
研究表明，毛竹入侵改变了阔叶林地下水分和养分利用格局。毛竹优先占据浅层富养分水源，而麻栎则转向深层水源维持生存。该研究为理解毛竹入侵机制及阔叶林保护提供了重要参考。未来，还需进一步关注毛竹持续扩张对阔叶树生长、更新和群落稳定性的长期影响，为毛竹入侵管理和阔叶林保护提供更科学的依据。
发表期刊：Catena【影响因子：5.7】
研究单位：南京林业大学、北京林业大学、江省公益林业和国有林场管理站等
研究地点：长江三角洲生态定位观测站
使用设备：LI-2100全自动真空冷凝抽提系统
DOI：https://doi.org/10.1016/j.catena.2025.109687