小兴安岭森林皆伐恢复迹地土壤微食物网结构和功能研究

Soil processes are driven by soil organisms and their interactions with plants and soil abiotic conditions. It is important for sustaining ecosystem productivity and for predicting the impacts of future disturbances to know the soil biota community and understand their response/feedback to forest succession. This study assessed soil microbial food web community changes with structure and metabolic activity in conjunction with soil organic matter composition and nutrient bioavailability to clear cutting with chronosequence of Xiao Xing'an Mountains. We characterized microbial food web composition and functional group using phospholipids fatty acids analysis (PLFA), DNA sequencing technique (MiSeq), microbial metabolic activity, soil nematode community and metabolic footprint analysis. Through structural equation modeling analysis, we will address the effects of forest succession has on soil microbial and nematode community, diversity and activity and the key factors explain microbial food web structure and function during forest succession. This research is intended to provide scientific reference and theoretic support to a better understand belowground processes.

土壤生态过程受土壤生物及植物和土壤非生物环境间的相互作用来调节。了解土壤生物群落对森林演替序列的响应和反馈作用，对生态系统的可持续发展和未来环境扰动的预测具有重要意义。本研究以小兴安岭森林皆伐恢复迹地土壤生物为研究对象，采用时间序列法，利用磷脂脂肪酸、现代基因组学、微生物代谢活性以及线虫群落组成和碳代谢足迹等技术及分析方法，通过不同演替序列土壤微食物网群落结构和代谢功能的变化，阐明土壤微生物和线虫功能群的分布特征及其与土壤碳库的组成和分配间的内在联系，明确森林演替序列下土壤微生物和线虫功能群的互作关系及影响微食物网结构和功能的主要驱动因子，为探索生态系统地下生态过程提供科学参考和理论指导。

土壤生态过程受土壤生物及植物和土壤非生物环境间的相互作用来调节。了解土壤生物群落对森林演替序列的响应和反馈作用，对生态系统的可持续发展和未来环境扰动的预测具有重要意义。本研究以小兴安岭森林皆伐恢复迹地土壤生物为研究对象，采用时间序列法，利用磷脂脂肪酸、现代基因组学、微生物代谢活性以及线虫群落组成和碳代谢足迹等技术及分析方法，通过不同演替序列土壤微食物网群落结构和代谢功能的变化，阐明土壤微生物和线虫功能群的分布特征及其与土壤碳库的组成和分配间的内在联系，明确森林演替序列下土壤微生物和线虫功能群的互作关系及影响微食物网结构和功能的主要驱动因子。我们的研究表明不同皆伐恢复年限凋落物和土壤C、N、P化学计量特征差异显著。随着皆伐恢复年限的增加，植被生长迅速同时凋落物分解加快，凋落物质量及土壤养分质量不断提高。森林演替过程中土壤原核生物群落的多样性、组成以及门类群的相对丰度发生较大变化。皆伐恢复44年的土壤线虫总数和多样性最高，100年未皆伐的对照样地高的富集代谢足迹表明有更多的土壤食物网资源进入。本研究为探索生态系统地下生态过程提供科学参考和理论指导。