科尔沁沙丘人工林下生物土壤结皮对土壤线虫群落的影响

Study on biological soil crusts (BSC) is one of the important scientific problems for desertification ecosystems and then has become a research hotspot. However, few studies on the effect of BSC on soil biodiversity were conducted. The effect of BSC on soil nematode communities was investigated during the vegetation restoration of Horqin sand dune in our study. Our objectives were (1) to indicate the restoration degree of sand dune through the change of soil nematode community composition and diversity with different sand dune fixation years; (2) to analyze the effect of food resources through the comparison of soil nematode communities among different BSC types; (3) to determine the key soil factors which drove soil nematodes develop through the study on the relationship between soil environment and nematode communities. Our study will try to verify the benefit from the formation and development of BSC for maintaining soil nematode diversity, and then provide the theory basis for biodiversity protection in sand dune ecosystems; to clarify the impact mechanism and expand the bioindication of soil nematodes in order to forecast the degradation, reversion and restoration of desertification ecosystems.

生物土壤结皮的研究是荒漠化生态系统研究的重要核心科学问题之一，也是其研究的热点，但是关于生物土壤结皮对于土壤生物多样性的研究开展比较少。本研究以科尔沁沙地植被恢复过程中沙丘生物土壤结皮下土壤线虫群落为研究对象，针对科尔沁沙丘在不同年度建立人工植被后的恢复现状，通过对不同沙丘演替阶段生物土壤结皮中及结皮下土壤线虫群落组成和多样性的变化，从生物多样性角度指示不同沙丘的恢复程度；通过不同生物土壤结皮类型下土壤线虫群落的比较，分析食物资源对土壤线虫群落特别是食微线虫变化的影响；通过生物土壤结皮下微环境变化与土壤线虫群落的关系研究，确定驱动土壤线虫群落演替的关键因子。这一研究拟探究生物土壤结皮的形成和发育对土壤线虫多样性维持的利弊，为沙丘生态系统生物多样性保护提供理论依据；拟阐明生物土壤结皮对土壤线虫群落的影响机制，拓展土壤线虫的指示功能，将对判别荒漠系统退化、逆转和恢复具有重要的指导意义。

生物土壤结皮的研究是荒漠化生态系统研究的重要核心科学问题之一，也是其研究的热点，但是关于生物土壤结皮对于土壤生物多样性的研究开展比较少。本研究以科尔沁沙地植被恢复过程中沙丘生物土壤结皮下土壤线虫群落为研究对象，针对科尔沁沙丘在不同年度建立人工植被后的恢复现状，通过对不同沙丘演替阶段生物土壤结皮下土壤线虫群落组成和多样性的变化，从生物多样性角度指示不同沙丘的恢复程度。研究结果表明随着恢复年限的增加，土壤养分、水分和pH也发生显著变化；结皮下线虫总数显著增加，在29年的固定沙丘达到最高。土壤理化性质从恢复18年后开始发生显著变化，而土壤线虫从恢复13年后就开始发生显著变化。作为指示生物，土壤线虫反映了沙地生态系统逐步恢复的过程。土壤生物结皮的存在显著影响了食真菌线虫和捕食杂食线虫群落的丰度、生物量碳和代谢足迹，生物土壤结皮中的有机碳与真菌生物量碳、食真菌线虫生物量碳和捕食杂食线虫生物量碳显著正相关。生物土壤结皮促进了土壤食物网的营养级联作用的同时也增强了土壤微食物网真菌通路和捕食杂食通路的联通性。这一研究探讨了生物土壤结皮的形成和发育对土壤线虫多样性维持的利弊，为沙丘生态系统生物多样性保护提供理论依据；阐明生物土壤结皮对土壤线虫群落的影响机制，拓展土壤线虫的指示功能，对判别荒漠系统退化、逆转和恢复具有重要的指导意义。