東北地理所在長白山地垂直帶土壤生物地理格局方面取得重要進展
物種在山體垂直帶的分布格局、控制因子和維持機制是生物地理學研究的重要內容。傳統山地生物地理學的研究對象多為高等植物和動物，土壤生物地理格局研究相對較少，土壤動物的垂直地帶性分異很少涉及。隨著土壤動物生態功能認識的不斷深入，其在山地生態系統中的分布格局特征和演替規律得到重點關注。長白山是亞歐大陸北部最具代表性的自然地理綜合體之一，具有典型的溫帶垂直地帶性自然景觀。氣候變化下長白山地植被垂直帶譜格局正發生著明顯變化，致使地下土壤動物格局的不確定性增強；地下生物是否隨地上植被梯度帶變化發生顯著的耦合性演替，其關鍵驅動機制是什么；不同垂直帶內，地上“喬、灌、草”植物差異是否對地下土壤動物格局有對應性影響等都還不明確。
為系統揭示上述科學問題，東北地理所濕地生物與環境學科組聯合土壤生物學科組，以對環境變化響應敏感的土壤甲螨作為研究對象，采用長距離樣帶方法研究了長白山地土壤甲螨垂直帶格局演替特征（圖1），旨在為揭示全球變暖下生物組成和格局響應提供支撐。
圖1 長白山北坡海拔梯度采樣點分布圖
研究首次公開發表了長白山土壤甲螨“種”層次的群落組成和梯度分布格局，共獲取了土壤甲螨40科55屬67種37224只成體，其中Lauroppia neerlandica（43.23%）和Tectocepheus velatus（15.90%）為優勢物種，個體占總豐度的59.13%（圖2）；
圖2 長白山不同海拔梯度土壤甲螨科(a)、屬(b)和種(c)相對豐度
研究發現了土壤甲螨群落組成，在長白山北坡九個海拔梯度(600 m、800 m、1000 m、1200 m、1400 m、1600 m、1800 m、2000 m和2200 m)之間存在顯著差異（圖3），物種數隨海拔升高而顯著下降，而分布密度呈先升高后下降的“單峰型”分布模式，在海拔1200 m處達到峰值（圖4）；土壤理化性質、地表凋落物特征和氣候是長白山地土壤甲螨群落組成的重要決定性因素。
圖3 長白山九個海拔梯度土壤甲螨群落組成非度量多維尺度排序
從植被帶角度，研究證實了紅松闊葉林、針葉林、岳樺林和苔原帶等四個典型植被帶土壤甲螨群落差異顯著，多樣性和豐富度隨海拔升高而下降，而密度最大值分布在針葉林帶；紅松闊葉林和針葉林帶內喬木、灌木和草本微生境中的土壤甲螨群落結構差異性顯著，但高海拔岳樺林和苔原帶內，微生境影響逐漸減弱，因此，海拔和局域生境特征共同決定了長白山地土壤甲螨群的落地理分布格局。
圖4 四個植被帶和三種生境下甲螨群落的物種多樣性堆疊圖、NMDS以及物種分類韋恩圖
研究結果和結論為氣候變化背景下長白山地生態系統保護、修復和管理，以及預測未來生物垂直梯度帶格局演變具有重要意義。該研究發表在國際土壤學重要期刊Plant and Soil和Applied Soil Ecology上，由劉丹丹、武海濤、劉冬和于洪賢研究員等共同完成。研究得到國家自然科學基金聯合重點項目(U20A2083)、國家重點研發計劃項目(2022YFF1300900)和吉林省科技發展計劃項目(20210509037RQ)共同資助。
論文信息：
1. Liu Dandan, Wu Haitao *, Yu Hongxian, Liu Dong. Elevation and local habitat characteristics jointly determine soil oribatid mites (Acari: Oribatida) assemblages in the Changbai Mountains, China. Plant and Soil ,2023, https://doi.org/10.1007/s11104-023-05944-5
2. Liu Dandan, Liu Dong, Yu Hongxian*, Wu Haitao*. Strong variations and shifting mechanisms of altitudal diversity and abundance patterns in soil oribatid mites (Acari: Oribatida) on the Changbai Mountain, China[J]. Applied Soil Ecology, 2023, 186: 104808. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2023.104808
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