长白山区棘跳多样性垂直分布格局及其形成机制

Understanding distribution patterns and causes of biodiversity along environmental gradients is one of the core issues of geography and ecology interdisciplinary study. Due to a variety of environmental factors included in gradient effect, altitudinal gradient is an important research object to reveal the causes. Soil animals, as an important part of belowground ecosystem, its altitudinal distribution pattern and the formation mechanisms could provide strong evidence for scarce belowground biodiversity studies, but the formation mechanism has not reached at the same conclusion. This project will perform in Changbai Mountain which has distinct altitudinal vegetation belts, focusing on the soil Onychiuridae which is an ideal material in biogeographic studies. Concerning the interspecies interactions and the response differences to the environment, we will not only reveal the species diversity patterns in the species level along altitudinal gradients, but also clarify the distribution patterns of the life-history traits and phylogenetic structures. Combining these results and habitat changes, we will try to explain the underlying mechanisms of the altitudinal diversity patterns of Onychiuridae comprehensively. Research findings will enrich the formation and maintenance mechanisms of belowground biodiversity and promote the development of soil animal ecology of China, and will also provide a theoretical basis and data support for conservation strategies under global change on biodiversity.

生物多样性沿环境梯度的分布格局及成因是地理学和生态学交叉研究的核心问题之一，海拔梯度因包含多种环境因子的梯度效应是揭示该成因的重要研究对象。土壤动物作为地下生态系统中的重要组成部分，其垂直分布格局及形成机制可为研究匮乏的地下生物多样性方面提供有力的证据，但形成机制至今仍未得到一致的结论。本项目以植被垂直带谱明显的长白山为研究区，选择棘跳类群这一研究动物地理分布的理想材料，在物种水平上阐明该类群物种多样性的垂直分布规律，在此基础上，关注到物种间相互作用及对环境响应差异，对生物学性状沿海拔环境梯度的分布规律和不同海拔梯度上物种间系统发育关系进行明晰，最终结合环境因子的变化较全面地揭示其多样性垂直分布格局的形成机制。研究结果将丰富地下生物多样性的形成及维持机制的研究，促进我国土壤动物生态学的发展，并为全球变化下生物多样性的保育策略提供理论依据和数据支持。

生物多样性沿环境梯度的分布格局及成因是地理学和生态学交叉研究的核心问题之一，海拔梯度因包含多种环境因子的梯度效应是揭示该成因的重要研究对象。土壤动物作为地下生态系统中的重要组成部分，其垂直分布格局及形成机制可为研究匮乏的地下生物多样性方面提供有力的证据，但至今仍未得到一致的结论。在项目执行期间，通过多次野外定点采集全面获取了长白山垂直带的土壤棘跳的标本，在物种水平了开展了标本的分类鉴定，分析了其物种多样性沿海拔梯度的分布规律；通过对重要生物学性状在不同海拔梯度上的统计，探究了不同生物学性状对海拔环境梯度的响应能力；基于线粒体基因组数据研究了各海拔梯度上群落的系统发育结构，尝试解析了不同海拔上群落构建的过程；并综合垂直梯度上环境因子的变化，从多角度讨论了该类群多样性分布格局的形成机制。通过本项目的实施，全面掌握了长白山区土壤棘跳的物种种类和分布情况，从物种多样性、生物学性状和系统发育关系多个角度深入探讨了该类群物种多样性垂直分布格局的成因，获得了该类群物种多样性的垂直分布规律、海拔环境梯度对其重要生物学性状的影响以及在不同海拔梯度上群落构建过程中的主导因子。本项目是我国地下土壤动物多样性形成机制研究方向的一次重要的新尝试，所获得的研究结果可为山地生物多样性的保育策略提供重要的数据支持和理论参考。