東北地理所在黑土區(qū)土壤線蟲(chóng)多樣性和群落組裝研究中取得進(jìn)展
土壤生態(tài)系統(tǒng)正面臨著日益嚴(yán)重的人類活動(dòng)影響，特別是土地利用的集約化，直接影響土壤生物群落結(jié)構(gòu)。土壤生物多樣性在維持土壤生態(tài)平衡和健康過(guò)程中起著重要的作用。因此，深入了解土地利用變化如何影響土壤生物多樣性，對(duì)于預(yù)測(cè)和保護(hù)土壤生態(tài)功能以及應(yīng)對(duì)人類活動(dòng)帶來(lái)的干擾至關(guān)重要。
東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所土壤資源與利用學(xué)科組和農(nóng)田分子生態(tài)學(xué)科組科研人員，以土壤線蟲(chóng)為土壤指示生物，利用線蟲(chóng)形態(tài)學(xué)鑒定方法結(jié)合高通量測(cè)序技術(shù)，研究了典型黑土帶農(nóng)田和草地土壤線蟲(chóng)多樣性差異、影響多樣性的主要環(huán)境因子，以及草地向農(nóng)田轉(zhuǎn)化過(guò)程中土壤線蟲(chóng)群落的組裝特征。研究結(jié)果表明，草地轉(zhuǎn)化為農(nóng)田降低了線蟲(chóng)α多樣性，改變了線蟲(chóng)的β多樣性（圖1）。氣候因子和地理距離對(duì)土壤線蟲(chóng)β多樣性具有顯著影響，而對(duì)α多樣性影響不顯著。溫度是土壤線蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)的主要?dú)夂驔Q定因子，降水量?jī)H在農(nóng)田土壤中對(duì)土壤線蟲(chóng)β多樣性產(chǎn)生影響。隨機(jī)過(guò)程在土壤線蟲(chóng)群落的組裝中起主導(dǎo)作用，但與草地土壤相比，農(nóng)田土壤增加了線蟲(chóng)群落組裝確定性過(guò)程的重要性（圖2）。本研究結(jié)果為中國(guó)黑土區(qū)土壤生物多樣性的保護(hù)和未來(lái)土地管理策略的制定提供重要信息。
圖1 農(nóng)田（AS）和草地（NS）土壤中線蟲(chóng)的α多樣性和β多樣性。通過(guò)形態(tài)學(xué)鑒定方法（MI）和高通量測(cè)序方法（HTS）獲得的物種豐富度（a，d）、香農(nóng)多樣性（b，e）、功能多樣性（c，f）和非度量多維標(biāo)度圖（g，h）。
圖2 農(nóng)田土壤（AS）和草地土壤（NS）中線蟲(chóng)群落組裝過(guò)程的影響因子。線蟲(chóng)群落組裝過(guò)程對(duì)土地利用轉(zhuǎn)換的響應(yīng)（a）。線蟲(chóng)βNTI與溫度距離（b）、環(huán)境距離（c）和降水距離（d）之間的關(guān)系。
研究成果近期發(fā)表在國(guó)際期刊Agriculture Ecosystems & Environment上。潘鳳娟副研究員為論文第一作者，劉俊杰研究員和王光華研究員為論文共同通訊作者，隋躍宇研究員參與了本項(xiàng)工作。研究得到中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（XDA28020201）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2022YFD1500200）和黑土區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)研究中心（2020ZKHT-20）等項(xiàng)目共同資助。
論文信息：Fengjuan Pan,Haidong Gu,Zhuxiu Liu,Yueyu Sui,Neil B. McLaughlin,Junjie Liu*,Guanghua Wang*. Land use and temperature shape the beta diversity of soil nematodes across the Mollisol zone in northeast China. Agriculture,Ecosystems & Environment,2024,373,109132.
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.agee.2024.109132
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