人類活動嚴重威脅著森林生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能，選用適宜的造林樹種有助于緩解這些威脅。人工林提供的生態(tài)服務依賴于土壤生物多樣性，包括分類多樣性和功能多樣性。土壤線蟲是土壤食物網(wǎng)的樞紐，其物種多樣性和營養(yǎng)多樣性可能對地上資源變化具有不同響應，從而影響土壤功能。然而，森林采伐后，營造不同樹種人工林對土壤生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能的影響，特別是土壤線蟲物種和營養(yǎng)多樣性如何響應地上資源變化，以及這些變化如何影響土壤功能仍然缺乏研究。
針對上述科學問題，中國科學院成都生物研究所退化土壤生態(tài)功能恢復攻關團隊博士生涂程偉等人在龐學勇研究員的指導下，選擇不同功能型樹種的人工林（落葉松、華山松、油松、連香樹），以次生灌木林為對照，研究了不同樹種人工林土壤線蟲物種和營養(yǎng)多樣性，并探討了它們對土壤養(yǎng)分循環(huán)的影響。結果表明：人工林土壤線蟲物種多樣性呈下降趨勢，但線蟲營養(yǎng)結構的變化更為關鍵，它們與許多環(huán)境因子密切相關，可以更好地預測土壤有機質、氮、磷的循環(huán)。土壤線蟲營養(yǎng)多樣性的下降在針葉林中尤為明顯，表現(xiàn)為線蟲食物網(wǎng)中的植食性和捕食雜食性通道的退化。這種下降主要是由于水分限制和凋落物質量降低，并介導了針葉林內養(yǎng)分循環(huán)功能的下降。相反，闊葉林維持著復雜的線蟲營養(yǎng)結構，表現(xiàn)為土壤多營養(yǎng)食物網(wǎng)的協(xié)調共存，促進了土壤的多養(yǎng)分循環(huán)功能。這些發(fā)現(xiàn)強調了資源可用性通過調節(jié)土壤生物的功能多樣性（而不是分類多樣性），驅動土壤生物的生態(tài)功能的發(fā)揮。優(yōu)先保護土壤食物網(wǎng)內的多種養(yǎng)分循環(huán)通道將有助于土壤生物多樣性的保護和生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。
該成果以“Linking nematode trophic diversity to plantation identity and soil nutrient cycling”為題發(fā)表于Geoderma。博士研究生涂程偉為第一作者，龐學勇研究員為通訊作者，德國哥廷根大學Yakov教授參與了本研究。研究由國家自然科學基金項目和四川省科技計劃項目等聯(lián)合資助。
圖1 人工林和次生灌叢土壤線蟲群落組成(a)、物種多樣性(b-c)和營養(yǎng)多樣性(d-e)
圖2 環(huán)境因子對線蟲物種多樣性和營養(yǎng)多樣性的影響
圖3 與土壤多養(yǎng)分循環(huán)指數(shù)（MNC）有關的環(huán)境和生物因素
圖4 結構方程模型（SEM）揭示了闊葉和針葉林通過影響土壤線蟲營養(yǎng)多樣性和微生物量作用于土壤多養(yǎng)分循環(huán)指數(shù)（MNC）
圖5 闊葉與針葉人工林對土壤線蟲、微生物和養(yǎng)分循環(huán)的影響的概念圖