滨海盐沼湿地土壤线虫多样性与生态功能关系及其对全球变暖的响应

The loss of biodiversity has raised concerns about the deterioration of ecosystem functions and has motivated much recent research on the relationship between biodiversity and ecosystem functioning (BEF). To improve mechanistic understanding of BEF, the studies of the diversity of functional traits of species within a community have been proposed, but this has rarely been measured for organisms other than plants. Nematodes are the most abundant metazoan taxon, which have various types of life-history and feeding habits, and are assumed to function as regulators of decomposition and mineralization processes. Thus, nematode communities can provide unique insights into many aspects of ecosystem processes and functioning. To examine responses to global change of diversity and ecosystem functioning in coastal salt marshes, we will conduct indoor and outdoor controlled experiments to study the responses of stability and functioning of nematode communities to global warming. These studies will provide new thoughts for predicting potential impacts of climate change on ecosystem functioning.

随着全球经济发展和人类活动加剧，生物多样性丧失究竟会对生态系统功能造成什么影响已成为一个备受关注的科学问题。研究表明生态系统功能的维持并不取决于某些物种的形成或丧失，而取决于功能群结构的变化，但是已有研究多是针对生态系统地上部分的动植物多样性进行分析。土壤线虫是土壤中最丰富的多细胞动物，其生活史和取食类型多样，对维持土壤质量和健康有重要作用，它的多样性及生态功能的研究日益受到学者重视。本项目以滨海盐沼湿地土壤线虫为研究对象，从功能多样性和生态功能关系角度出发，通过野外和室外控制实验相结合，研究盐沼湿地线虫功能多样性及其生态功能的纬度分异，线虫群落稳定性和分解作用对全球变暖的响应，为评价和预测全球气候变化对盐沼湿地生态系统功能的综合影响提供可靠的实验数据和科学依据。

盐沼湿地作为陆地和海洋生态系统间的联结地带，具有独特的生物区系组成、丰富的生物多样性和重要的生态系统功能。同时，盐沼湿地作为全球气候变化响应的敏感区和生态系统脆弱区，极易受到全球气候变暖和人类活动干扰的影响。本项目以滨海盐沼湿地的土壤线虫为研究对象，通过多纬度站点的野外凋落物分解实验、单站点的野外增温实验、室内微生态箱和同质园实验，研究盐沼湿地线虫功能多样性及其生态功能的纬度分异。.研究结果发现：1）野外低纬度站点的芦苇凋落物分解速率显著高于高纬度站点，参与早期凋落物分解的线虫数量和多样性也均高于高纬度，但同质园分解实验显示以低纬度多样性高的线虫群落构建的微生态箱的芦苇凋落物的分解速率并未显著增加；2）来自高纬度地区的线虫群落对增温或热击的响应较中、低纬度敏感，其群落稳定性相对较低；持续增温对线虫群落恢复力的影响较短时热击的影响大；3）野外OTC增温装置升高地表温度2度，将使芦苇凋落物中分解线虫数量增加1.25倍，凋落物分解速率加快；4）凋落物分解的关键线虫物种Diplolaimella stagnosa的种群增长对增温敏感，该线虫以细菌为食，可显著增加氮循环相关的N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性，并改变了分解微生物的群落结构，加速凋落物分解。.本研究较系统地揭示了我国滨海盐沼湿地土壤线虫群落功能多样性、分解功能及其群落稳定性的纬度分异，为预测全球气候变化对盐沼湿地生态系统功能的影响提供了可靠的实验数据和科学依据。