探究物種多樣性大尺度的地理分布格局及其影響因素是生物地理學以及宏觀生態學研究的重點,對區域以及全球生物多樣性保護有十分重要的意義。物種大尺度分布模式目前存在爭論。通常,物種豐富度大尺度分布模式表現為由熱帶到寒帶逐漸降低,高峰值出現在赤道附近,符合這個規律的土壤動物有白蟻、跳蟲;但是有些土壤動物如甲螨、蚯蚓等大尺度分布模式則由于氣候、土壤和植被類型的差異不遵循這個分布規律,即物種豐富度最高不是出現在赤道附近熱帶地區,而是出現在溫帶地區。作為在改善土壤物理性質,促進碳氮轉化,維持生態系統健康等方面具有重要作用的土壤線蟲豐度大尺度分布格局又是否遵循該規律?驅動其分布模式的主要生態因素是怎么樣的呢?
中國科學院成都生物研究所生態過程與生物多樣性保護研究團組博士研究生宋大剛在導師潘開文研究員的指導下,利用土壤線蟲大尺度分布數據,結合緯度、氣候和植被類型等,探討了土壤線蟲多度和豐度的大尺度分布格局及其影響因素。結果表明,土壤線蟲多度與緯度呈單峰格局分布,在緯度30-55°范圍內,土壤線蟲多度最高;線蟲豐富度指數與緯度顯著相關,緯度梯度解釋了65.9%的豐富度指數的可變性。線蟲多度隨年均溫呈先增高后降低的單峰分布格局,在年平均氣溫8℃的區域最高,與平均降水量無顯著相關性。溫帶針葉林線蟲多度最高,熱帶雨林次之,沙漠和極地的最低。溫帶闊葉林線蟲屬的豐度最高,其次是熱帶雨林、溫帶針葉林、草原、農業生態系統、沙漠和極地。研究發現加強氣候和環境因子與線蟲關系的研究,有助于找到減緩全球變化帶來的負面影響的應對辦法;將線蟲作為環境變化與土壤質量變化的監測指標,有助于環境污染防治和土壤肥力的維持。此外,研究還發現突破分子生物學和基因工程手段批量鑒定線蟲的重要性。
線蟲是動物界中數量最豐者之一,寄生于動、植物,或自由生活于土壤、淡水和海水環境中。土壤線蟲分布于所有陸地生態系統中,他包括植物寄生線蟲、捕食性線蟲、雜食性線蟲、食細菌性線蟲、食真菌性線蟲等,在改善土壤理化性質,促進碳、氮循環,維持生態系統健康,保障糧食安全等方面具有重要作用。該研究揭示了土壤線蟲大尺度分布格局及其驅動因素,有助于生態保護、恢復和生態系統管理。
該研究獲得國家自然科學基金(No.31370632)和國家重點研發計劃(No. 2016YFC0502101)的資助。近日以“Large-scale patterns of distribution and diversity of terrestrial nematodes”為題在線發表于國際期刊Applied Soil Ecology, (2017)。
土壤線蟲屬的分布
顯微鏡下的土壤線蟲