内蒙古草原土壤线虫群落对植物功能群剔除的响应

The global decline in biodiversity has generated concern over the consequences for ecosystem functioning and services. Changes in plant diversity are known to affect aboveground ecosystem functioning but it is increasingly recognized that it also alters the structure and functioning of belowground systems. We employed a novel design to test response of soil nematode to plant functional group removal in Inner Mongolia Grassland. Equal disturbance (Partial) removal was designed to eliminate several experimental artifacts associated with traditional biodiversity and ecosystem function (BEF) studies. Our primary goals are to experimentally determine ① plant functional group richness or identity played more fundamental role in regulating soil nematode community and trophic group structure, ② the difference between responses of soil nematode to total and partial removal, ③ and legacy effects of plant functional group removal on soil nematode.

随着全球范围内物种丢失速度的急剧增加，生物多样性与生态系统功能的关系已成为生态学研究中争论最为激烈的话题之一，植物多样性的丧失不仅对生态系统地上部分产生了影响，也会改变地下部分的结构和功能。我们依托内蒙古草原植物功能群去除实验平台（包含5种植物功能群32种组合处理，全部去除和等干扰去除两种处理方式），研究植物功能群去除4-5年和10-11年后土壤不同营养类群线虫的响应。通过新的去除方式和土壤线虫营养类群的分类，来研究以下问题：①揭示植物功能群多样性或特性对土壤线虫群落和营养类群间级联效应的影响；②研究等干扰去除与全部去除两种处理方式下线虫群落对植物功能群变化的响应差异；③ 植物功能群去除对土壤线虫的影响是否存在时滞效应?本项目旨在揭示植物多样性对土壤线虫群落影响的机制，为草原生态系统管理提供理论支持。

内蒙古草原物种剔除实验平台 (Inner Mongolia Grassland Removal Experiment, IMGRE)是在自然生态系统中检验生物多样性和生态系统功能关系的最大控制实验之一，土壤线虫是世界上多度最大的多细胞生物，并在土壤食物链的多个营养级水平占据重要位置。本项目依托IMGRE平台，系统研究了植物功能群丧失对土壤线虫群落的影响。研究发现：1）部分（等干扰）方式去除植物功能群导致了土壤线虫多度的显著下降，而全部去除实验结果表明，地上植物功能群去除并未引起线虫群落多度和多样性的下降。说明全部去除实验中，地上生物量的不均等去除引起的干扰效应掩盖了植物功能群多样性对线虫群落的影响；2）全部去除实验中，多年生根茎禾草的去除对土壤线虫及植物寄生类线虫的多度存在显著的影响，多年生根茎禾草单作下植物寄生类线虫多度显著高于其它植物功能群。因此，植物功能群的特性对土壤线虫群落的影响超过功能群多样性。3）物种剔除的“级联效应”（Cascading effect）使得营养级水平较高的捕食杂食类线虫影响大于营养级水平较低的营养类群线虫。本研究阐明了内蒙古草原地上植物功能群多样性与土壤线虫群落关系及其机制，为草原生态系统管理和生物多样性保护提供了理论基础。