Hyrcanian森林再造林工程对土壤工程师（蚂蚁与蚯蚓）群落响应的生态评估

本研究针对Hyrcanian森林因人类活动导致的生态退化问题，通过对比自然林与人工林的蚂蚁(ants)和蚯蚓(earthworms)群落特征，结合形态学分类单元(MorphOTUs)和COI基因DNA条形码技术，发现蚂蚁丰度在自然林中显著更高(n=263 vs. 147)，而蚯蚓群落结构无显著差异。研究揭示了蚂蚁作为先锋物种的生态作用，为森林恢复政策的制定提供了关键生物指标依据。

　　

在气候变化与人类活动双重压力下，全球森林生态系统正面临前所未有的挑战。位于伊朗北部的Hyrcanian森林作为生物多样性热点区域，近年来因非法采伐、入侵物种和不可持续的旅游开发导致生态功能退化。尤其值得注意的是，传统森林管理过度关注木材生产，忽视了土壤无脊椎动物这类"生态系统工程师"对维持土壤健康的关键作用。蚯蚓和蚂蚁作为土壤生态系统的核心调控者，通过改善土壤微生境异质性、促进养分循环，直接影响森林恢复进程。然而，关于再造林工程如何影响这些土壤生物群落的研究仍存在空白。

为解答这一问题，伊朗的研究团队在Hyrcanian森林中部选取自然林与人工林样地，采用标准化采样方法收集了72个样方和48条样线的数据，共获得蚯蚓样本251份、蚂蚁样本410份。研究创新性地整合形态学特征与分子生物学技术，通过细胞色素c氧化酶亚基1(COI)基因的DNA条形码分析，构建了操作分类单元(OTUs)体系，并运用统计方法比较群落差异。

Material and methods
研究采用分层随机采样策略，在0-20cm土壤层采集样本。通过形态特征初步分类后，使用COI基因进行DNA条形码分析，遗传距离大于1.5%的序列被划分为不同OTUs。Shannon-Wiener指数用于评估α多样性，PERMANOVA分析群落组成差异。

Earthworms and ants OTUs identification
基因与形态学结合分析鉴定出蚯蚓16个OTUs和蚂蚁19个OTUs。系统发育树显示，基于遗传距离划分的OTUs与形态分类高度一致，其中蚯蚓15个、蚂蚁8个OTUs达到 putative species（推定物种）标准。

Discussion
研究发现自然林中蚂蚁丰度显著高于人工林(263 vs. 147)，而蚯蚓数量无显著差异(n=125 vs. 126)。群落β多样性分析显示两者组成结构相似，表明人工林经过20年以上恢复可接近自然林状态。蚂蚁表现出更敏感的生态响应，证实其作为先锋物种在早期 colonization（定殖）阶段的关键作用。

Conclusion
该研究首次证实Hyrcanian森林再造林过程中，土壤工程师群落呈现阶梯式恢复模式：蚂蚁作为初级 colonizer 首先建立种群，为后续蚯蚓等次级 colonizer 创造适宜生境。虽然人工林的 Shannon-Wiener 多样性指数仍低于自然林，但群落结构的趋同表明长期恢复的可行性。研究强调将分子生物学技术（如DNA barcoding）与传统形态学结合，可显著提升生物多样性监测精度，为制定基于土壤生态的森林管理政策提供科学依据。论文发表于《Journal of Environmental Management》，其成果对全球退化生态系统的恢复实践具有示范意义。