森林转化改变了土壤与细小木质碎屑之间跳虫群落的分化

《Applied Soil Ecology》：Forest conversion modifies collembolan community differentiation between soil and fine woody debris

　　**摘要**森林地表包含多种多样的基质，为土壤动物提供微生境并支撑不同的群落，从而促进森林地表生物多样性和生态系统功能。然而，森林转化对土壤与其他森林地表基质之间群落组成差异的影响仍有待深入研究。我们比较了日本次生栎林和单一树种种树及柳杉人工林中土壤与细木质碎屑（FWD）之间的弹尾目群落及其生活型组成。在所有森林类型中，土壤与FWD之间的群落组成存在差异；然而，这种对比的幅度及其生活型基础在不同森林类型之间存在变化。在栎林中，表栖型和真土栖型的丰度分别以FWD和土壤为高，展现出两种基质之间明确的生活型对比。相反，这种模式在柳杉和柏的人工林中则不那么显著。在人工林中，这种对比减弱反映了与枯木相关的表栖类群的代表性较低，以及真土栖类群对FWD的贡献较大，表明生活型组成的变化主要由FWD驱动。这些结果表明，森林转化改变了共存森林地表基质之间的分类学和生活型差异，且FWD相关群落对森林转化的响应可能比土壤群落更强烈。因此，以土壤-凋落物系统为重点的评估可能会忽视与其他森林地表基质相关的弹尾目群落的重要变化。**引言**森林类型和树种多样性驱动了森林生态系统中土壤动物群落结构的变化（Korboulewsky等人，2016；Liu等人，2024）。在更精细的空间尺度上，森林地表是一个空间异质性环境，其中森林地表资源的多样性、质量、结构复杂性和垂直异质性影响营养级相互作用和土壤食物网的结构（Hansen和Coleman，1998；Okuzaki等人，2009；Potapov等人，2022）。森林地表内的环境异质性可以增加土壤动物物种的多样性（Nielsen等人，2010）。这些发现表明，多种森林地表基质的共存支持了组成上各异的土壤动物群落，有助于维持土壤动物多样性。森林转化可以改变森林生物多样性及相关栖息地条件（Brockerhoff等人，2008；Wang等人，2022）。这些变化也可能影响为土壤动物提供微生境的森林地表基质。例如，森林转化后凋落物多样性的降低与甲螨群落的生境和生物学均质化相关（Mori等人，2015）。同样，用外来松林取代原生林会减少土壤无脊椎动物的分类学和功能性多样性，并改变土壤环境（Cifuentes-Croquevielle等人，2020）。然而，关于森林转化的研究集中在土壤-凋落物系统上，而其对其他共存森林地表基质相关群落以及不同基质关联群落之间差异的影响仍有待深入研究。细木质碎屑（FWD；通常直径<10 cm）是森林地表的普遍组成部分，通过落下的树枝和细枝不断得到补充。这些材料对凋落物和木质碎屑的生物量有贡献（Morellato，1992；Peichl和Arain，2006；Nordén等人，2004；Halme等人，2019；Korboulewsky等人，2021）。通过提供栖息空间和有机构资源，FWD可以影响土壤无脊椎动物群落和分解过程（Benedetto等人，2025）。Kasai和Sawahata（2026）表明，FWD支持的弹尾目群落与凋落物和土壤中的群落不同，并为森林地表多样性贡献了额外的物种。因此，FWD是一个在生态学上重要但相对研究不足的森林地表基质，为与土壤形成有意义的对比。弹尾目约占陆生节肢动物丰度的32%，是森林土壤中丰富且多样的微小节肢动物，在分解过程以及作为森林地表碎屑食物网中的猎物方面发挥着重要作用（Potapov等人，2020；Potapov等人，2024）。弹尾目通常根据其垂直分布在森林地表栖息地中的生态和形态差异被分为不同的生活型（Stebaeva，1970；Rusek，2007；Ellers等人，2018；Potapov等人，2016；Potapov等人，2020）。弹尾目的生活型通常对环境干扰作出不同响应，包括气候变化、土地利用变化和自然干扰，其中表栖类群更直接暴露于森林地表表面的变化，而真土栖类群更密切地与土壤内部条件相关（Gruss等人，2023；Urbanovi?ová等人，2014；Yin等人，2019）。Lu等人（2025）表明，即使丰度和物种丰富度响应较弱，森林类型也能改变弹尾目生活型组成。因此，生活型组成为评估森林类型对共存森林地表基质影响提供了有用的基于性状的观点。为弥补这些知识空白，我们比较了日本次生林和均龄单一树种种树及柳杉人工林中土壤与FWD的弹尾目群落的分类学和生活型组成。以锯齿栎（*Quercus serrata*）为主导的次生林是日本暖温带到下冷温带区域的代表性森林类型（Suzuki，2001），而种树和柳杉人工林约占日本森林总面积的28%（林野厅，2020）。我们假设：（1）在所有森林类型中，土壤与FWD之间的弹尾目群落组成存在差异，但土壤-FWD分异模式在不同森林类型之间存在变化，其中柳杉和柏人工林与次生林不同；（2）这种森林类型间土壤-FWD分异的变异性将反映在生活型组成中。具体而言，预期适应森林地表表面生境的表栖型弹尾目在FWD中对森林类型的响应强于在土壤中的响应，而适应深层土壤层的真土栖型弹尾目则预期响应较弱。**研究地点与森林特征**本研究在日本奈良县香里大学进行（补充图S1；35°02′N，135°46′E）。在调查年份（2022年），香里奈良校区的年降水量、年均气温、年均相对湿度和年均太阳辐射分别为1165.5毫米、15.5°C、72.1%和14.6 MJ/m2（Tanangonan，2023）。奈良校区位于矢田丘陵地区，海拔约80-275米，地质基础为花岗岩（历史编辑委员会）。**结果**我们从9个研究样地收集了8467只弹尾目个体，代表73个物种、54个属和15个科（补充表S1）。个体被分类为气栖型（1.13%）、表栖型（26.56%）、半土栖型（24.71%）和真土栖型（47.60%）。在FWD中合并的观测物种丰富度以栎林最高（56种），其次是种树人造林（48种），柏人工林最低（42种）。当两种基质的样本合并时，共66……**土壤与FWD弹尾目群落在栎林与单一树种人工林之间存在差异**在每种森林类型中，土壤和FWD支持了不同的弹尾目群落，支持了我们关于基质间存在一致对比的假设。该结果扩展了先前在由锥栗（*Castanopsis cuspidata*）主导的常绿阔叶林中关于FWD支持的群落与凋落物和土壤群落不同并为森林地表多样性贡献额外物种的发现（Kasai和Sawahata，2026）。在次生阔叶林中也检测到了类似的差异……**结论**森林转化对弹尾目影响的研究主要集中于土壤-凋落物系统。在本研究中，土壤和FWD在所有森林类型中均支持了不同的弹尾目群落；然而，这种对比的强度和生活型基础存在差异。在次生栎林中，表栖类和真土栖类分别在FWD和土壤中丰度和物种丰富度更高；这种对比在柳杉和柏人工林中不那么显著，并且似乎主要反映了……**作者贡献声明****Hiro Kasai：** 写作-审阅与编辑、写作-初稿、可视化、监督、资源、方法学、调查、形式化分析、数据整理、概念化。**Takuo Sawahata：** 写作-审阅与编辑、监督、资源。**资金**本研究未从公共、商业或非营利部门的任何资助机构获得专门拨款。**利益冲突声明**作者声明不存在已知的可能影响本文所述工作的竞争财务利益或个人关系。**致谢**我们感谢松本敏男博士和神山太一先生提供研究地点的相关信息。我们感谢Editage（www.editage.jp）提供英文语言编辑服务。Hiro Kasai | Takuo Sawahata福井县立大学生命科学系/生物工艺技术学科，日本福井县吉田郡永平寺町松王寺1-1-1，邮编910-1195