降水格局改变及氮沉降对北方典型草原土壤线虫多样性的影响

在全球气候变化的影响下, 干旱和半干旱地区的降水格局呈现出降雨强度增加、降雨频率减少但降雨总量不变的趋势。大气氮沉降作为另一个全球气候变化的重要因子, 沉降速率逐年加剧, 显著影响生态功能及过程。线虫是陆地生态系统中最主要的土壤生物, 参与多种地下生态过程。线虫群落的多样性尤其是功能、系统发育多样性如何对降水格局的改变做出响应, 以及氮沉降如何调节这些响应, 目前仍不清楚。本研究利用中国科学院植物研究所多伦恢复生态学试验研究站长期模拟降水格局改变及氮沉降添加试验平台, 开展了5个降雨强度(2 mm、5 mm、10 mm、20 mm、40 mm)处理和氮添加(10 g N·m^-2·yr^-1)对土壤线虫分类、功能和系统发育多样性的影响研究。结果表明, 降水强度较强但频率较低可以提高线虫的分类α多样性、功能α多样性、系统发育α多样性; 同时降低了分类β多样性和系统发育β多样性。然而, 氮添加降低了中高强度降水处理下线虫的分类α多样性、功能α多样性、系统发育α多样性, 同时提高了分类β多样性、功能β多样性和系统发育β多样性。土壤含水量和土壤微生物量碳含量是影响线虫功能及系统发育多样性的主要因素。本研究结果表明, 由于全球气候变化, 未来几十年降雨强度的增加可能有利于干旱和半干旱生态系统中的土壤线虫功能多样性和系统发育多样性。然而, 在氮沉降严重的地区, 这种正效应可能会被氮沉降导致的土壤环境的恶化所抵消。