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本研究以中国科学院长白山森林生态系统定位研究站为试验平台,以土壤线虫群落为研究对象,开展了阔叶红松林大样地土壤线虫群落空间分布格局的研究,以此为基础,进一步探讨了长白山阔叶红松林3个不同演替阶段(即次生杨桦林、阔叶红松林和枫桦红松林)的土壤线虫群落组成和多样性变化及其与土壤的碳氮组分之间的关系。主要研究结果如下: 1.长白山阔叶红松林土壤线虫群落空间分布格局 线虫总数及营养类群数量的分布具有明显的空间异质性。空间异质性尺度在0~10 cm土层为23.0~204.9 m,在10~20 cm土层为84.9~310.9 m。除植物寄生线虫外,各土层其它线虫营养类群均具有中等空间自相关性,说明其空间分布有聚集现象,但其变异是由随机性因素引起的。 2.长白山阔叶红松林带不同演替阶段土壤线虫群落特征 研究期间共鉴定土壤线虫34科62属。其中丝尾垫刃属(Filenchus),螺旋属(Helicotylenchus)和绕线属(Plectus)为优势属,优势属线虫主要分布在0~10 cm土层中。不同演替阶段和土层深度对土壤线虫总数及营养类群数量、群落多样性、优势属数量都产生了显著影响(P<0.05)。随着次生杨桦林-阔叶红松林-枫桦红松林3个演替阶段的发展,线虫总数、食细菌和杂食-捕食线虫的相对丰度,线虫生态指数(香农多样性、均匀度和丰富度指数)先增加后减少,而食真菌线虫则表现为先减少后增加的趋势。生态指数如线虫通路比值与食真菌线虫和食细菌线虫比值无明显变化规律。丝尾垫刃属(Filenchus)和绕线属(Plectus)数量显著减少。线虫区系分析结果表明,阔叶红松林和枫桦红松林土壤环境相对稳定,土壤食物网趋向成熟。 3.不同演替阶段土壤线虫群落变化与土壤碳氮之间的相关关系 不同演替阶段和不同土层深度土壤碳氮组分差异显著。随着演替的进行,土壤总有机碳、微生物量碳氮含量先增加后降低,可溶性有机碳和易氧化有机碳逐渐积累;土壤全氮、铵态氮含量也呈先增加后降低趋势,硝态氮含量逐渐增加。土壤含水量无明显变化规律,土壤pH为显著增加。土壤碳氮在土层间表现为0~10 cm>10~20 cm土层。Pearson相关分析结果表明,线虫数量、线虫生态指数(如香农多样性和丰富度指数)、优势属(Filenchus,Helicotylenchus,Plectus)与土壤有机碳和全氮等碳氮指标呈显著正相关,与土壤微生物量碳氮比呈显著负相关。 综上所述,土壤线虫群落的演替与森林植被演替阶段密切相关,长白山阔叶红松林的演替过程中相应地发展了适应典型植被类型的线虫群落,但与植被演替不同的是线虫群落的演替更多表现出物种的补充而非物种的替代。同时,土壤线虫群落组成及多样性的变化也反映出了植被演替进程中土壤环境的变化,对土壤质量具有一定的生物指示作用。