成都生物所在高寒针叶林土壤微食物网驱动土壤多功能性研究中获新进展

　　

阐明生物多样性和生态系统功能之间的关系（BEF）是生态学研究领域的一个重要挑战，然而，大量关于BEF的研究主要集中在单一营养级多样性和功能上，低估了土壤生物多样性对多种生态系统功能的综合影响。作为碎屑食物网的关键组成部分，土壤微食物网涵盖了不同营养级的多种生物类群(即土壤细菌、真菌和线虫)，在维持生态系统的多功能性方面发挥着至关重要的作用。因此，深入研究具有丰富生物多样性和多营养级的土壤微食物网及其对生态系统多功能性的影响，对推进BEF的研究具有重要意义。此外，环境条件变化下土壤微食物网特征的改变将可能对土壤多功能性产生深远影响。海拔作为天然的环境变化研究平台，海拔梯度上土壤微食物网特征与生态系统多功能性间的关联尚不清楚，这限制了对环境变化下土壤微食物网介导的生态系统功能调节机制的深入认识。

基于此，中国科学院成都生物研究所尹华军研究团队以四川卧龙岷江冷杉林（Abies faxoniana）为研究对象，探讨了不同海拔梯度下土壤微食物网（多营养级多样性，多营养级组成以及网络复杂性）和土壤多功能性特征，并结合土壤和气候数据，进一步揭示了土壤微食物网驱动土壤多功能性的潜在机制。研究结果表明：1 海拔显著影响了多营养级的组成，多营养多样性、微食物网复杂性以及土壤多功能性随着海拔的增加呈单一驼峰型分布；2 与多营养级组成和多营养级多样性相比，微食物网复杂性与土壤多功能性关系更为显著，在调节土壤多功能性中更为重要；3 多营养级组成和多营养级多样性通过微食物网复杂性间接驱动土壤多功能性，进一步证实了土壤微食物网复杂性比多营养级组成和多样性更能预测土壤功能。综上，我们的研究结果强调了沿海拔梯度土壤微食物网复杂性在调节森林土壤多功能性方面的重要性。

图1 多营养级多样性和组成沿海拔的变化格局。阴影区域代表95%的置信区间。

图2 土壤微食物网网络复杂性沿海拔的变化格局。

图3 土壤功能和多功能性沿海拔的变化格局。

图4 土壤微食物网属性（多营养级多样性、组成和多功能性）与土壤功能以及多功能性的相关性（a）和对土壤多功能性的相对重要性（b）。矩形的颜色表示正相关(红色)或负相关(蓝色)，颜色强度表示相关强度。变量间的相关性为*:p< 0.05， **: p< 0.01， ***: p< 0.001。

图5 结构方程模型揭示沿海拔梯度上土壤微食物网驱动土壤多功能性的潜在机制。

上述研究结果于2024年10月15日以“Soil micro-food web complexity drives soil multifunctionality along an elevation gradient”为题发表于国际期刊Catena上。成都生物研究所博士生王敦刚为论文第一作者，通讯作者为成都生物研究所尹华军研究员。根际生态过程与功能调控创新团队邓少军、王吉鹏以及四川省林业科学研究院卧龙森林生态系统研究站冯秋红研究员参与了该项工作。本研究得到了国家自然科学基金、中国科学院“西部之光”交叉团队、西藏自治区科技计划项目、四川省自然科学基金的联合资助。

原文链接: https://authors.elsevier.com/a/1jxB21Dk5Ad47J