桂奇慧1,2, 徐国瑞1*
Qihui Gui1,2, Guorui Xu1*
1.Tropical Forest Ecology Laboratory, Xishuangbanna Tropical Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences, Mengla, Yunnan 666303, China
2.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
摘要: 热带土地利用变化引发的生物多样性丧失与功能退化备受关注, 西双版纳原始林向单一人工橡胶林(Hevea brasiliensis)转变现象普遍, 但地下多营养级(细菌、真菌、原生动物、线虫)土壤微食物网的响应机制、网络拓扑适应策略及跨营养级关联演变仍缺乏系统认知。本研究旨在揭示地下土壤微食物网各营养级对集约化土地利用的响应模式、网络结构重组策略及其环境驱动机制。本研究在西双版纳选取干扰递增的4种典型土地利用类型(原生林、次生林、开阔生境、橡胶林), 基于16S与18S rRNA高通量测序技术调查4个营养级的群落结构, 并结合共现网络分析(评估复杂性与模块度)和全局Mantel检验开展系统研究。结果表明: (1)微食物网呈现显著的非同步响应, 橡胶林中细菌多样性维持较高, 而高营养级原生动物多样性随干扰加剧显著下降, 线虫多样性虽保持稳定, 但群落组成发生明显变化, 杂食性丝尾属(Oxydirus)在橡胶林中未被检出; (2)网络重组策略发生分化, 低营养级(细菌、真菌)随干扰加剧通过提高模块度维持稳定性, 而土壤动物网络显著简化(原生动物连接数丧失近80%), 橡胶林线虫网络连接高度集中于少数节点并发生致密化; (3)环境驱动机制发生严重解耦, 原生林微食物网构建由土壤物理结构(粒径分布与孔隙度)主导, 而橡胶林随土壤物理状况退化(粘粒流失、总孔隙度下降), 高营养级群落构建与环境因子显著解耦, 主导驱动力由确定性环境筛选转向生态漂变。总体而言, 本研究明确了土壤微食物网在微生物耐受与高营养级衰退之间的差异化响应模式, 强调土壤物理微生境退化是触发高营养级网络简化的关键因素, 表明仅凭微生物评估生态健康具有局限性, 为热带人工林生态修复与多营养级生物多样性保护提供了科学依据。