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成都生物所揭示了土壤线虫营养多样性与人工林树种特性及养分循环有关
发表日期: 2024-06-17 作者: 涂程伟 文章来源:
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人类活动严重威胁着森林生物多样性和生态系统功能,选用适宜的造林树种有助于缓解这些威胁。人工林提供的生态服务依赖于土壤生物多样性,包括分类多样性和功能多样性。土壤线虫是土壤食物网的枢纽,其物种多样性和营养多样性可能对地上资源变化具有不同响应,从而影响土壤功能。然而,森林采伐后,营造不同树种人工林对土壤生物多样性和生态系统功能的影响,特别是土壤线虫物种和营养多样性如何响应地上资源变化,以及这些变化如何影响土壤功能仍然缺乏研究。

针对上述科学问题,欧洲杯竞猜退化土壤生态功能恢复攻关团队博士生涂程伟等人在庞学勇研究员的指导下,选择不同功能型树种的人工林(落叶松、华山松、油松、连香树),以次生灌木林为对照,研究了不同树种人工林土壤线虫物种和营养多样性,并探讨了它们对土壤养分循环的影响。结果表明:人工林土壤线虫物种多样性呈下降趋势,但线虫营养结构的变化更为关键,它们与许多环境因子密切相关,可以更好地预测土壤有机质、氮、磷的循环。土壤线虫营养多样性的下降在针叶林中尤为明显,表现为线虫食物网中的植食性和捕食杂食性通道的退化。这种下降主要是由于水分限制和凋落物质量降低,并介导了针叶林内养分循环功能的下降。相反,阔叶林维持着复杂的线虫营养结构,表现为土壤多营养食物网的协调共存,促进了土壤的多养分循环功能。这些发现强调了资源可用性通过调节土壤生物的功能多样性(而不是分类多样性),驱动土壤生物的生态功能的发挥。优先保护土壤食物网内的多种养分循环通道将有助于土壤生物多样性的保护和生态系统的可持续性。

该成果以“Linking nematode trophic diversity to plantation identity and soil nutrient cycling”为题发表于Geoderma。博士研究生涂程伟为第一作者,庞学勇研究员为通讯作者,德国哥廷根大学Yakov教授参与了本研究。研究由国家自然科学基金项目和四川省科技计划项目等联合资助。

原文链接

1 人工林和次生灌丛土壤线虫群落组成(a)、物种多样性(b-c)和营养多样性(d-e)


2 环境因子对线虫物种多样性和营养多样性的影响

3 与土壤多养分循环指数(MNC)有关的环境和生物因素


图4 结构方程模型(SEM)揭示了阔叶和针叶林通过影响土壤线虫营养多样性和微生物量作用于土壤多养分循环指数(MNC)

图5 阔叶与针叶人工林对土壤线虫、微生物和养分循环的影响的概念图



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