龐學勇團隊揭示了次生演替中土壤跳蟲分類和功能群組成的驅動機制
來源:生態環境修復中心
作者:張燕
時間:2025-01-03
植被演替會徹底改變地上植被和地下營養,包括重塑地上植被多樣性和凋落物質量,改變土壤養分,水分和pH等非生物因素,通過食物網,這些變化還會通過上行效應和下行效應,影響土壤無脊椎動物的群落組成。但我們并不清楚演替過程中地上植被特征、土壤非生物因素和土壤食物網三者如何驅動土壤動物群落組成以及他們的作用大小。跳蟲是類群最豐富的土壤動物之一,生活史策略對環境變化敏感,常被用作土壤環境變化指示生物。由于土壤資源分布的不均,基于生活型(life form)的功能群分類常用于揭示跳蟲的垂直分布。但與傳統的分類類群相比,尚不清楚他們對環境變化的敏感性差異。
針對上述科學問題,中國科學院成都生物研究所龐學勇研究員團隊,選取了西南亞高山完整的次生演替序列(草地-灌叢-次生林-原始林),以土壤跳蟲為研究對象,從植被特征、非生物土壤因素和土壤食物網因子的角度,試圖揭示驅動土壤跳蟲分類和功能群組成差異的驅動機制。研究發現:(i)盡管演替過程以植被變化為主導,但非生物土壤因素(如pH,溫度和碳氮比)在整個演替中對跳蟲的群落組成起主導作用,包括分類和功能組成。(ii)相比分類組成,基于生活型的功能類群組成對演替過程中的環境變化更敏感。我們的結果強調了非生物因素對土壤無脊椎動物群落組成的重要影響,也提示了在功能類群對環境變化的高度敏感性。這些結果說明環境變化過程中不利的非生物因素會極大地改變群落組成,這種變化可能很難通過地上的植被特征和食物網聯系得到緩解,且功能類群組成可能是更好的環境變化指征。
上述研究結果以“Driving mechanisms of taxonomic and functional community composition of Collembola during subalpine succession”為題發表在Geoderma期刊。成都生物所已畢業碩士張燕為論文的第一作者(現為哥廷根大學博士生),龐學勇研究員為論文通訊作者,哥廷根大學Stefan Scheu教授也指導了該工作。本研究得到了國家自然基金,四川省自然科學基金和國家留學基金委的聯合資助。
原文連接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016706124003859
圖1次生植被演替中植物群落特征(i)、非生物土壤因子(ii)和食物網因子(iii)驅動下土壤跳蟲群落分類學(A和B)和功能(C)群落組成的示意圖
圖2基于主成分分析的分類(屬級,A和科級,B)和功能(生活型,C)角度土壤跳蟲群落隨植被演替的變化;以PC1和隨機森林模型的分類學(D和E)和功能角度(F)解釋跳蟲群落差異的動因。植物群落特征、土壤非生物因子和食物網因子對分類(G和H)和功能(I)群落差異的相對貢獻
圖3基于分類(屬,A和科,B)和功能(生活型,C)的角度,次生演替中植物群落特征、非生物土壤和食物網因子對跳蟲群落的直接和間接影響