《Applied Physiology Nutrition and Metabolism》：Soil nematode community dynamics and drivers along a 30-year post-fire chronosequence in subtropical mixed evergreen-deciduous broadleaf forests
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张文杰|郭京伟|肖汉兵|万佳业|吕沐凡|张子同|赵灿灿|刘银占河南大学生命科学学院，中国河南省开封市，475004摘要火灾作为一种关键的生态工程师，促进了生态系统的更新，同时从根本上重塑了土壤生物群落。尽管火灾具有重要的生态意义，但火灾干扰后土壤线虫群落的十年恢复轨迹仍知之甚少。
张文杰|郭京伟|肖汉兵|万佳业|吕沐凡|张子同|赵灿灿|刘银占
河南大学生命科学学院，中国河南省开封市，475004
摘要
火灾作为一种关键的生态工程师，促进了生态系统的更新，同时从根本上重塑了土壤生物群落。尽管火灾具有重要的生态意义，但火灾干扰后土壤线虫群落的十年恢复轨迹仍知之甚少。我们使用了一个时间序列，涵盖了火灾发生后的1年、2年、3年、8年、10年、20年和30年，以及未受火灾影响的对照组，量化了这些时期土壤线虫的动态变化。主要研究发现包括：（1）土壤线虫群落的丰度和属丰富度表现出显著的恢复力，在整个演替过程中都恢复到了火灾前的水平；（2）食细菌的线虫种群在火灾后第一年增加了63.3%，但在十年结束时下降到了基线水平；而食真菌的线虫种群最初减少了26.4%，但在八年内恢复到了对照组的92%；（3）线虫在分解过程中的作用方式从以细菌为主转变为以真菌为主，表明土壤食物网的功能发生了持久性的重组；（4）结构方程模型表明，土壤温度、pH值和灌木覆盖度是影响群落组成的主要因素。我们的研究为火灾干扰后森林生态系统的阶段性恢复动态提供了新的实证见解。
引言
预计人类活动的变化和气候变化将增加未来野火的空间范围和频率（Jain等人，2024年）。作为陆地生态系统中的主要干扰因素，火灾可以清除部分或全部植被覆盖物和死亡植物物质（Lv等人，2025年），改变陆地地球化学性质，从而重塑生物群落的结构和功能（Pausas和Keeley，2009年；Shen等人，2025年；Feng等人，2021年；Dymov等人，2022a年）。鉴于野火对生态系统过程的影响又可能反过来影响气候变化（Zhao等人，2024a年），因此了解野火对生态系统结构和功能的影响引起了全球范围内的广泛关注。
作为普遍存在于土壤中的无脊椎动物，线虫在土壤食物网中占据多个营养级，并执行关键的生态系统功能（Bloemers等人，1997年；Van Den Hoogen等人，2019年；Zhang等人，2024年）。它们对环境干扰的高度敏感性使它们能够快速响应物理化学变化（Butenko等人，2017年；Moll等人，2021年；Nielsen等人，2014年）。因此，研究火灾后的线虫群落动态对于预测生态系统恢复模式具有价值。尽管已有关于土壤线虫对火灾反应的报告（Gongalsky等人，2021年；Butenko等人，2017年；Li等人，2025a年），但火灾对线虫群落结构和组成的影响仍存在争议。一些研究指出火灾后土壤线虫的丰度没有显著变化（Butenko等人，2017年），而其他研究则观察到显著下降（Whitford等人，2014年；Pressler等人，2019年）。关于多样性也存在不同的发现：一项元分析表明火灾会减少线虫多样性（Pressler等人，2019年），而其他研究则认为没有显著影响（?erevková等人，2013年）。在群落结构方面，一些研究表明火灾后食细菌的线虫相对丰度和属丰富度显著增加，成为主导群体（Pen-Mouratov等人，2012年；Butenko等人，2017年）。然而，也有研究表明食细菌的线虫和植物寄生线虫共存（Papapostolou等人，2024年），而在俄罗斯欧洲地区的一项研究发现植物寄生线虫受火灾影响更大（Butenko等人，2017年）。火灾后不同恢复阶段土壤线虫群落结构的变化可能有所不同，但这一方面至今尚未得到充分关注。
亚热带和暖温带气候之间的过渡带对环境变化非常敏感，这可能导致生物多样性和生态系统功能的重大变化（Hu等人，2020a年；Liu等人，2019年）。这一过渡带中的人为活动经常引发低强度的野火（Li等人，2025b年）。了解这些过渡带森林中土壤线虫对火灾干扰的反应对于预测碳循环和养分流动至关重要。先前的研究表明，亚热带-温带森林中的植物群落在短时间内可以快速再生（Hu等人，2020a年），这表明土壤线虫群落也可能对火灾影响作出迅速反应。然而，很少有研究探讨火灾制度如何影响这一特定生态过渡带内土壤线虫群落的多样性和组织结构（Qi等人，2025年）。为了阐明火灾后土壤线虫群落重新组装的时间动态并确定这些生态变化的主要驱动因素，我们建立了一个包含七个处于不同恢复阶段的火灾影响地点以及相邻未受火灾影响对照森林的时间序列。本研究旨在解决两个关键问题：（1）恢复时间如何影响火灾干扰后土壤线虫群落的恢复动态？（2）火灾后线虫群落结构的变化与同时发生的环境条件之间有什么机制关系？
章节摘录
研究地点
本研究在信阳市南湾林场仙山森林区的7个地点进行（东经113°59′11.69″ - 114°8′6.10″，北纬32°3′49.9″ - 32°7′48.56″，海拔100-600米）（图1）。该地区的年平均降水量和温度分别为1100毫米和15.6摄氏度（Zhang等人，2015年）。根据FAO分类标准，土壤属于Haplic Luvisols类型（Hu和Wan，2024年），植被类型为常绿落叶阔叶混交林（Zhang等人，2024年）。主要树种是
土壤线虫群落的丰度和属丰富度
结果显示，火灾后1年、3年、8年和30年时，土壤线虫群落的丰度总体保持稳定，火灾区和对照区之间没有显著差异。然而，在火灾后2年、10年和20年时，火灾区的线虫数量显著减少（分别比对照区低64.47%、79.45%和65.23%），这表明在不同时间梯度上没有系统性的变化。回归分析表明，虽然火灾后的持续时间
火灾后土壤线虫群落的演替动态
观察到的丰度范围（每100克干土158–2543条，来自76个属）与同一城市森林生态系统中的报告范围一致（Liu等人，2020a年，Liu等人，2020b年：大约每100克干土100–3100条，来自90个属），证实了我们的测量结果的可靠性。鉴于火灾干扰后线虫群落的丰度和属丰富度没有显著的时间趋势（图1），这可能是由于火灾的强度适中所致
结论
我们的研究表明，在受到中等强度火灾影响的常绿落叶阔叶混交林中，土壤线虫的总丰度和属丰富度在整个恢复期间保持稳定。随着演替的进行，土壤温度、灌木覆盖度和可利用磷含量的综合促进作用逐渐减弱，而Channel Index（CI）的抑制作用也随之减弱。这一转变伴随着土壤食物网功能的根本性变化
CRediT作者贡献声明
张文杰：撰写——初稿、方法论、调查、正式分析、数据管理。郭京伟：撰写——初稿、方法论、调查、正式分析、数据管理。肖汉兵：调查、数据管理。万佳业：调查、数据管理。吕沐凡：调查、数据管理。张子同：调查、数据管理。赵灿灿：撰写——审稿与编辑、可视化、监督、调查。刘银占：撰写——审稿与编辑
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢闫宁和李涛辉在实验安排上的帮助；感谢张 Luna在数据收集方面的支持。本研究得到了信阳生态研究院开放基金会（2023年）、中国自然科学基金（32371666）以及河南省研究生教育改革与质量提升项目（YJS2025GZZ26）的财政支持。
