改变降水季节分配格局对我国北方温带草原土壤动物群落组成及结构的影响

It has been predicted that there is significant change in the seasonal precipitation distribution pattern under global change scenarios, and the process and function of terrestrial ecosystems will be profoundly affected. As important component, soil fauna play an important role in biodiversity conservation and biogeochemical cycles. Do different soil animal groups respond differently to the changing seasonal patterns of precipitation? Are there similar patterns and mechanisms in the responses of soil fauna to the changing seasonal patterns of precipitation? Addressing these two questions is critical for projection of the future changes in soil carbon cycle and biodiversity conservation. A field manipulative experiment about changing seasonal patterns of precipitation distribution regime will be set up in a temperate steppe in northern China. The population density, species richness and community structure of soil fauna will be tested under different seasonal precipitation. In order to explore the mechanisms of changing seasonal patterns of precipitation influencing soil fauna, soil physicochemical property, plant productivity, community structure and diversity would be measured. Our results will facilitate understanding the relationship between above- and belowground components in the grassland ecosystems. Our findings could be used to evaluate soil health status, provide parameterization for model predictions of the long-term dynamics of temperate steppe soil carbon and promote sustainable development of regional economy under climate change scenarios.

全球变化情景下，降水季节分配格局将发生显著变化并影响诸多生态过程及功能。土壤动物是地下食物网的重要组分，在维持生物多样性及生物地球化学循环过程中发挥至关重要的作用。不同土壤动物类群对于降水季节分配格局变化存在怎样的差异性响应？不同降水季节分配格局对土壤动物影响的模式与机制是否相同？能否解决以上科学问题对于土壤碳动态预测及生物多样性保护至关重要。本项目拟以我国北方典型草原生态系统为研究对象，通过降水转移技术改变降水季节分配格局，观测不同降水季节分配格局下土壤螨类、跳虫、线虫的种群密度、物种多样性及群落结构的动态变化，结合土壤理化性质、植物生产力、群落结构及多样性等监测数据，揭示土壤动物群落响应降水季节分配格局变化的模式及机制。该项目研究结果不仅可以增强我们对地上、地下生态过程关系的理解，同时可为气候变化情景下我国北方温带草原土壤健康状况评估，碳动态预测及区域经济可持续发展提供必需的参数估计。

全球变化情景下，降水季节分配格局将发生显著变化并影响诸多生态过程及功能。土壤动物是地下食物网的重要组分，在维持生物多样性及生物地球化学循环过程中发挥至关重要的作用。然而，目前关于降水季节分配格局变化对土壤动物影响的研究却鲜见报道。本项目以对降水格局变化敏感的典型温带草原为研究对象，利用野外控制实验的方法，改变降水的季节分配格局，研究不同土壤动物类群对雨季提前及滞后的响应模式及机制，以及由此引起的生态系统功能的变化。研究结果表明，降水格局变化显著改变土壤湿度，影响植被盖度及群落构成，并进一步影响土壤动物种群密度及群落构成。通过两年的数据表明,雨季提前及雨季滞后分别均显著提高了土壤线虫的种群密度（13.74%，28.73%）,旱季延长显著降低了土壤线虫的种群密度(8.83%);不同的实验处理对土壤线虫群落的物种丰富度均没有显著影响。不同食性类群的线虫对降水季节分配格局变化的响应不尽相同，表现为雨季提前、雨季滞后均显著增加了食细菌性线虫的相对数量，降水季节分配格局变化对植物寄生性线虫相对数量的影响不显著，旱季延长显著降低了杂捕类线虫的相对数量。土壤动物种群密度及群落结构的变化主要与植被盖度相关。以上结果不仅能揭示土壤动物对降水季节分配格局变化的响应机理，同时为土壤生物多样性保护及食物网管理提供理论依据，更充分地发挥土壤动物在有机质分解、矿物质养分循环、碳存贮、土壤结构调整等方面的功能。保证区域经济健康、可持续发展。研究结果不仅可以增强我们对地上、地下生态过程关系的理解，同时可为气候变化情景下我国北方温带草原土壤健康状况评估，碳动态预测及区域经济可持续发展提供必需的参数估计。