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城市化过程中不同用地类型对土壤真核生物多样性的影响
生物多样性
2025, 33 (3):
24540-.
DOI: 10.17520/biods.2024540
随着城市化进程的不断加快, 大量森林和农田土地被城市建筑物、道路和其他基础设施所占用, 这些由城市化引起的土地利用变化会导致生物多样性丧失, 但当前对于地下生物多样性对城市化和土地利用变化的响应研究仍然不足。土壤真核生物作为地下生物多样性的重要组成部分, 在维持土壤健康和土壤生态功能方面发挥着关键作用。为探究城市土壤真核生物的多样性特征及其环境驱动因素, 本研究在宁波市选择了2种非城市用地(森林与农田)和5种城市用地(公园、绿化带、工业区、居民区和医院), 解析了5种关键土壤真核生物类群(真菌、原生生物、线虫、节肢动物和环节动物)的多样性对城市化和不同城市绿地类型的响应规律。研究结果显示, 总体真核生物在城市绿地中的丰富度显著低于农田, 其中城市绿地土壤中节肢动物的丰富度显著低于森林用地, 城市绿化带土壤中原生生物的丰富度下降最为明显。土壤真核生物的β多样性在森林、城市绿地以及农田3种生境中存在显著差异, 其中节肢动物与原生生物在城市绿地中的异质性最高, 而5种城市绿地间除了环节动物外的其余土壤真核生物β多样性无显著差异。所有土壤真核生物类群在不同用地之间的差异主要由β周转组分来驱动。土壤pH和总磷含量可能是影响土壤真核生物群落多样性变化的主要驱动因子。其中, 真菌和环节动物的丰富度与土壤pH呈负相关, 土壤pH、质地以及含水率也会降低原生生物丰富度, 而总磷含量升高则与原生生物丰富度呈正相关。总体上, 城市绿地可能导致真核生物类群均质化, 通过土壤改良等手段提升土壤理化属性的空间异质性, 从而为城市土壤真核生物多样性的提升创造可能。  View image in article
图1
宁波市不同用地类型样点的采集位置以及样地地貌
正文中引用本图/表的段落
在宁波市主要选择了7种主要用地类型, 包括森林、农田、公园、居民区、工业区、绿化带以及医院(图1)。我们采用红外遥感技术, 将人口密度单位高于1,000人/km2定义为城市地区, 相反将人口密度单位低于1,000人/km2定义为非城市地区。其中“森林”为植被繁茂及人为干扰极低的次生林, 面积大于0.5 ha, 且通过遥感测定的植被覆盖度大于10%; “农田”为居民日常耕种的土地, 主要种植作物为水稻; “公园”为供居民休息的公园, 公园内部植物经常被修剪与施肥; “居民区”为市民日常生活小区中的草坪及小花园, 一般位于居民区内部, 并且绿地面积不小于本小区面积的30%, 多种植观赏性的植物; “工业区”是在工业区内, 为改善环境质量、提供休息和绿化空间而专门规划和种植的绿化区域, 植物多选择具有较强环境耐性的植物, 如槐树、杨树, 绿化管理较弱; “绿化带”选择人流量、车流量较大路段两侧的绿地, “医院草坪”选择存在于医院中的草地, 主要是医院花坛, 植物选择多为适合本地生长的植物, 类型多为常绿乔木等, 这些植物常年受废弃医药物品侵蚀。在这些符合条件的区域中设置46个采样点(8个森林、4个农田、8个公园、8个居民区、6个工业区、8个绿化带、4个医院用地, 详见Shangguan et al, 2024)。在每个采样点随机选取20 m × 20 m的样方进行土壤采样。在每个样方中, 使用土钻(直径5.5 cm, 深度10 cm)收集9个土芯, 充分混匀后合并成一个复合样品, 共计46个复合样品。每个样品分为3部分: 一部分样品运输到实验室, 利用2 mm孔径筛网去除石块和植物根系等杂质, 随后保存在-20℃, 用于土壤真核生物DNA的提取; 一部分样品不过筛, 保存在-20℃冰箱中, 用于土壤质地的测定; 另一部分样品放置在实验室中直至风干, 用于土壤理化指标测定。
本文的其它图/表
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