温度与磷梯度下森林地表层微节肢动物(Collembola和Oribatida)的垂直分布格局及驱动机制

本研究针对森林地表层微节肢动物群落对气候变化和养分循环的响应机制，通过沿温度和土壤磷梯度调查12个森林样地的Collembola和Oribatida分布特征，揭示了Of/Oh层作为关键生态位的重要性，发现Oribatida对温度和磷变化更敏感，而Collembola响应受土层调节。研究为森林生态系统管理提供了理论依据，发表于《Soil Security》。

　　

森林地表层是陆地生态系统中最为活跃的界面之一，其复杂的层级结构（Ol、Of/Oh、Ah）为土壤动物提供了多样化的微生境。然而，在全球气候变化和人为干扰加剧的背景下，森林地表层的结构和功能正面临严峻挑战。温度升高可能改变有机质分解速率，而磷作为限制性养分，其有效性直接影响微生物活动和食物网结构。这些变化如何影响土壤微节肢动物（如弹尾纲Collembola和甲螨目Oribatida）的垂直分布格局，至今缺乏系统性研究。

研究人员沿温度和土壤磷梯度调查了12个森林样地，采用分层采样法获取Ol（凋落物层）、Of/Oh（碎片化/腐殖层）和Ah（矿质土壤层）样本。通过高梯度热提取器分离微节肢动物，结合形态学鉴定和生物量估算，系统分析了Collembola（58种）和Oribatida（144种）的群落特征。微生物群落通过磷脂脂肪酸（PLFAs）分析，环境因子包括pH、碳氮比（C/N）和层厚度等。

3.1 丰度
Oribatida丰度随温度升高显著增加（p<0.05），而Collembola无显著响应。两者丰度均在Of/Oh层达到峰值，较Ol层分别增加32%和27%，但Collembola的响应受磷水平调节（p<0.01）。

3.2 多样性
Oribatida物种数随温度升高而增加（p<0.01），但随磷水平升高降低（p<0.05）。Collembola多样性无显著趋势，但Of/Oh层物种数较Ol层增加98%，凸显其作为多样性热点的重要性。

3.3 生物量
Oribatida群落生物量随磷水平升高显著下降（p<0.05），而Collembola生物量在低温和中等磷条件下最高。群落加权平均体长（CWM）显示，Oribatida体型从Ol层向Ah层持续减小，Collembola体型变化受温度和磷交互作用影响（p<0.05）。

3.4 群落组成
冗余分析（RDA）揭示pH、Gram阳性菌PLFAs和层厚度是驱动群落结构的关键因子。Collembola中Hypogastrura assimilis等物种偏好低温环境，而Oribatida中Oppiella nova等广布种占据核心生态位。

4. 讨论与结论
研究首次阐明森林地表层 stratification 对微节肢动物垂直分布的调控作用：Of/Oh层因其稳定的微环境和丰富的微生物资源，成为Collembola和Oribatida的核心栖息地。Oribatida对温度和磷变化的敏感性（如物种数随磷增加下降）可能与其K-选择策略有关，而Collembola的快速生活史使其更具适应性。Gram阳性菌PLFAs与群落的显著关联，暗示细菌资源在深层土壤食物网中的重要性被低估。

该研究为预测气候变化下土壤动物群落演变提供了新视角，强调维持森林地表层结构完整性对土壤生物多样性保护的关键意义。未来研究需结合跨季节动态观测，以更全面评估环境变化的生态效应。