喜马拉雅山巴尼谷地蚯蚓多样性研究揭示森林、果园与农田生态系统分布格局及其生态驱动机制

本研究针对喜马拉雅山地区土壤动物多样性数据匮乏的问题，通过系统调查巴尼谷地三种生境（森林、果园、农田）的蚯蚓群落结构，发现该区域以外来种占绝对优势（仅发现1种本地种），其中农田生态系统支持最高蚯蚓密度（188.80 ind. m-2）和生物量（93.63 g m-2）。研究采用最大似然法系统发育分析和典范对应分析（CCA）揭示了土壤理化性质对群落结构的调控作用，为喜马拉雅山土壤生物多样性保护提供了关键基线数据。

　　

在生物多样性研究的热点区域喜马拉雅山，尽管拥有丰富的植物和地表动物资源，但土壤深处的生命世界却长期被忽视。作为"生态系统工程师"的蚯蚓，在土壤形成、养分循环和有机质分解中扮演着关键角色，然而关于该地区蚯蚓多样性的系统性研究却十分有限。这种知识空白不仅限制了对地下生态过程的深入理解，也影响了区域生物多样性保护策略的制定。特别是在人类活动日益频繁的背景下，探明不同土地利用方式对蚯蚓群落的影响显得尤为迫切。

为了填补这一研究空白，研究人员选择喜马拉雅山西部巴尼谷地（海拔1200-2000米）作为研究区域，在2021年3月至2023年1月期间，采用系统取样方法对三种典型生境（森林、果园和农田）的蚯蚓群落进行了全面调查。研究团队运用经典分类学方法进行物种鉴定，结合分子系统发育分析（基于线粒体COX1基因序列）探讨种间进化关系，并通过多元统计方法（包括典范对应分析）解析土壤环境因子与蚯蚓分布格局的关联性。

Community structure

研究共记录到8种蚯蚓，分属3科6属。优势科为Lumbricidae（5种），Moniligastridae（2种），Megascolecidae（1种）。值得注意的是，该区域呈现明显的外来种优势现象，仅发现1种本地种（Drawida nepalensis）。Octolasion tyrtaeum在两年间均保持最高密度[34.31±2.54 m^-2 (2021-22)和27.91±1.88 m^-2 (2022-23)]，而生物量最低的为Bimastos parvus[0.96±0.23 g m^-2 (2021-22)]。

Phylogenetic relationships amongst earthworm species

最大似然系统发育分析显示8个物种形成三大支系，总体上与经典分类学一致。但发现Drawida nepalensis（Moniligastridae）与Octolasion tyrtaeum（Lumbricidae）出现跨科聚类现象，提示可能存在隐存多样性或线粒体基因的趋同进化，需进一步研究验证。

Spatio-temporal distribution pattern

季风期（7-9月）是蚯蚓活动的最高峰期。生境间比较显示：农田生态系统的蚯蚓密度和生物量显著高于果园和森林。时间动态上，2021-22年度的种群参数普遍高于2022-23年度。具体而言，森林生境最高密度出现在2021年7月（96.00 m^-2），果园在2021年7月达到峰值（137.60 m^-2），而农田同样在2021年7月记录到最高值（188.80 m^-2）。

Diversity indices across the selected habitats

Kruskal-Wallis检验显示不同生境间的优势度指数（D）、辛普森指数（1-D）和香农-维纳指数（H′）存在显著差异（p<0.05），但均匀度指数无显著变化。事后分析表明森林-果园和森林-农田组间差异显著，而果园-农田组间差异不显著。

Physico-chemical properties of soil

土壤理化性质分析显示：农田土壤温度最高[7月达22.9±0.21°C]，森林土壤湿度最低[1月为20.6±0.35%]。土壤pH呈弱酸性至弱碱性（6.6-7.5），电导率最高值出现在农田[232.0±5.22 μS/cm]。有机碳含量以森林土壤最高（7.73±0.67%），而农田最低（3.09±0.67%）。

Interaction between soil properties and earthworm abundance

典范对应分析（CCA）表明：第一轴（53.47%方差）主要受温度、湿度和pH驱动，与Drawida nepalensis、Dendrodrilus rubidus等物种呈正相关；第二轴（21.57%方差）受有机碳和氮含量影响，与Aporrectodea caliginosa caliginosa等物种分布相关。Octolasion tyrtaeum在排序图中呈现孤立分布，显示其对环境变化具有较强的耐受性。

本研究首次系统揭示了巴尼谷地蚯蚓群落的结构特征和分布格局，发现该区域存在显著的外来种优势现象。研究证实了农田生态系统（尽管人类干扰程度较高）支持更高的蚯蚓多样性，这一反常现象可能与当地传统有机耕作方式有关。通过整合传统分类学、分子系统发育和多元统计分析，研究不仅更新了区域蚯蚓物种名录（为Kathua地区增加新记录种），还深入阐释了土壤环境因子对蚯蚓群落构建的调控机制。特别是发现Drawida nepalensis与Octolasion tyrtaeum的跨科聚类现象，为后续研究隐存多样性提供了重要线索。这些发现不仅丰富了喜马拉雅山土壤生物多样性数据库，也为区域生态系统管理和生物保护策略制定提供了科学依据。研究者建议进一步扩大调查范围，以建立更全面的喜马拉雅山蚯蚓物种资源清单。