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澳门新葡8455参与的全球土壤线虫多样性合作研究取得重要进展
更新日期: 2019-07-28 作者: 周泓杨 文章来源:
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 土壤生物是陆地生物圈中的重要组分,在生物生产力维持、土壤养分转化、二氧化碳等温室气体排放过程中起着十分重要的作用,土壤生物地理信息是气候模型和环境决策的重要依据。然而,由于我们在全球范围内对土壤生物地理格局的了解十分有限,土壤生物的活性并没有明确地反映在生物地球化学模型中,而了解土壤动物丰度和活性对于将生物群落与生态系统功能和全球生物地球化学循环、以及气候模型联系起来是必不可少的,最终影响环境决策。线虫是地球上最为丰富的动物,也是土壤生物群落中的优势组分,约占陆地所有动物数量的80%。土壤线虫占据了土壤食物网中的多个营养级,在土壤有机质形成、调控土壤微生物结构、调节土壤养分动态、调节植物病害等方面发挥了重要的生态功能,是土壤生物活性的重要指示者。因此,阐明全球尺度下土壤线虫群落的分布模式,挖掘不同环境因子如何调控土壤线虫分布的潜在机制,对于全面认识土壤线虫的全球分布模式以及量化它们对全球生物地球化学循环的影响至关重要。 

 来自瑞士、荷兰、美国、德国、新加坡、印度、英国、德国、西班牙、巴西、中国、葡萄牙、丹麦、塞内加尔、俄罗斯、瑞典、南非、摩洛哥、意大利、越南、澳大利亚、日本、保加利亚、芬兰、法国、比利时等27个国家和地区的70名从事土壤生物和生态研究的专家一起合作,收集了全球6759个土壤样品,在全球范围内生成土壤线虫密度和功能群空间定量地图,利用73个全球气候、土壤和植被特征数据分析全球土壤线虫分布格局的形成机制。 

 研究显示:在冻土带、北方森林和温带阔叶林中的线虫密度最高,平均中位数分别为每100克干土中有232921592136只;而在地中海地区森林、南极地区和炎热的沙漠地区密度最低,平均中位数分别为每100克干土中含有4259681只。从纬度上看,土壤线虫总密度和不同功能群密度均在高纬度的北极和亚北极地区最大,且存在区域差异,这种空间变异在赤道地区最高。这些趋势表明,在全球范围内,土壤特征如土壤质地、土壤碳含量、pH和阳离子交换能力是驱动线虫数量变化的最重要因素,即土壤资源的可用性是在广阔的空间尺度上构建地下群落的主导因素,而气候变量(即温度和降水)则通过改变土壤特征而间接地影响线虫总体丰度的分布。 

 研究指出,全球约有4.4±0.64×1020只线虫栖息在土壤上层,其中北方森林和冻土带占38.7%,温带地区占24.5%,热带亚热带地区占20.5%。全球表层土壤中线虫的生物量约为0.3 Gt,生物量碳约0.03 Gt,占地球人类总生物量的82%。在全球生长季期间,线虫每月的碳周转量约0.14 Gt,其中0.11 Gt的碳被排放到大气中,这些土壤线虫呼出的碳量大约相当于化石燃料使用产生的碳排放量的15%,相当于土壤碳排放总量的2.2%,表明土壤线虫是全球土壤碳循环的主要参与者。 

 该项研究明确提出了全球范围内有关土壤线虫生物群的定量信息,强调其丰度在高纬度地区达到高峰,并量化在全球土壤碳循环中的贡献,有利于深入揭示土壤黑箱中的生物及其对全球生态系统功能的影响。 

 该研究以“Soil nematode abundance and functional group composition at a global scale”为题,以研究论文的形式全文发表于国际学术期刊Nature2019)。瑞士整合生物研究所环境系统科学系Johan van den Hoogen博士为第一作者,荷兰瓦格宁根生态研究所陆地生态系Stefan Geisen教授为与第一作者同等贡献者,瑞士整合生物研究所环境系统科学系Johan van den Hoogen博士和Thomas Ward Crowther教授为通讯作者。 

 澳门新葡8455最新网站生态过程与生物多样性组潘开文研究员参加了此项研究,并获得国家重点研发计划(2016YFC0502101)及国家自然科学基金 (31370632)的资助。 

 原文链接 

    

  

 

全球土壤线虫取样点位及丰度 

全球土壤线虫密度分布图 


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