1.松嫩草原退化草地土壤跳虫物种多样性生态恢复机制取得进展

草地退化是我国天然草原面临的突出问题，退化草地生物多样性恢复与重建是草原恢复生态学的重要研究内容，土壤动物多样性作为草原生物多样性的重要组分，在生态系统中起重要作用。选择松嫩草原为研究区，选取土壤动物重要类群“跳虫”为研究对象，在查明区域跳虫物种多样性本底的基础上，自2011年开始连续3年开展定位试验工作（图1），研究不同退化程度草地各自不同恢复方式下土壤跳虫物种多样性恢复过程，揭示退化草地土壤跳虫物种多样性恢复演变规律，同时采用野外实验与实验室实验相结合的方法，对草地恢复过程中土壤跳虫取食特性和繁殖策略进行研究，解析土壤跳虫对草地环境变化的适应策略，其中主要针对重度退化草地土壤跳虫物种多样性恢复，研究重度退化草地土壤跳虫物种多样性生态恢复机制。综合过去3年的工作，取得成果如下：1）松嫩平原西部草地存在丰富的土壤跳虫多样性，即使重度退化的草地，依然有土壤跳虫生存，截止目前已经鉴定3目8科28属100余种； 2）草地退化程度不同，土壤跳虫多样性恢复方式也不同，其中重度退化草地土壤跳虫多样性恢复主要取决于土壤中跳虫卵库的大小和邻近区域物种库的丰富度及距离； 3）重度退化草地微环境的改善是促进土壤跳虫卵孵化的前提条件，任何改善重度退化草地微环境的措施都有利于启动重度退化草地土壤跳虫物种多样性恢复进程。项目的实施将为我国退化草地生物多样性恢复提供新数据，积累了新认识，为提高退化草地尤其是重度退化草地生态环境恢复质量提供了来自土壤动物学方面的科学依据。

图1 野外实验布置图

2.东北土壤跳虫物种多样性形成格局及其生态地理机制取得进展

有关土壤跳虫物种多样性的形成演化及其与生态地理环境的关系一直是国内外相关领域学者关注的焦点科学问题。土壤跳虫物种多样性形成与生态地理环境间关系密切，水分与热量是其中最重要的和最根本的两个影响因素，本工作的主要目标是通过中法两国学者的交流与合作，了解这两个因素在东北区域大尺度上的变化对土壤跳虫物种多样性影响的生态后果，结合欧洲西部比利牛斯的研究，探讨土壤跳虫物种多样性变化与生态地理环境的关系。2013年按照已有的研究计划，完成了双方互访，并进行了土壤跳虫标本的野外采集和实验室工作（图1）。双方共同在中国东北野外采集土壤跳虫标本和生态地理环境数据，并同时在实验室整理采集的该区域的土壤跳虫样品，进一步鉴定土壤跳虫物种，共同合作完成中国东北地区土壤跳虫物种多样性与生态地理环境关系的研究，并进一步与法方进行的欧洲比利牛斯地区的工作进行对比，深入探讨生态地理环境对土壤跳虫物种多样性分布格局的影响。中法双方完成了项目预订目标，截止目前，共计鉴定土壤跳虫14科53属96种，发表SCI收录学术论文2篇，其他成果正在整理中。

图1 长白山和比利牛斯野外采样

3.三江平原有壳虫反演区域生态环境取得进展

有壳变形虫是一类对水分状况敏感的微体古生物。过去的几十年里，在欧洲、北美洲等地区广泛应用于全新世以来泥炭湿度的重建。本研究首次对三江平原泥炭沼泽有壳变形虫的现代生态学展开研究，以及探讨其在该区域古水位重建中的应用。调查了表层沉积物中有壳变形虫的群落组成及其与环境要素之间的关系（表1，图1）。结果显示，三江平原泥炭地有壳变形虫优势类群为Trinema complanatumtype, Euglypha rotunda type, Euglypha strigosa type和Centropyxis cassis type。冗余分析显示，水位是影响有壳变形虫群落结构的主要环境因子。水位单独解释了16.7%的物种变化信息，且达到极显著水平（p=0.002）。采用加权平均模型和最小偏二乘加权平均模型初步建立了有壳变形虫-水位转换函数关系（表2）。经Leave-one-site-out交叉验证，最小偏二乘加权平均模型为最好的模型，其r2=0.62，RMSEP=6.96cm。这些结果表明：三江平原有壳变形虫物种多样性高，其群落组成与水分相关性高，是该区域古水文重建的有效古生物指标（图2）。

表1. RDA分析各环境要素对有壳变形虫变异的解释量以及蒙特卡洛显著性检验（置换999次）。

图1  RDA分析有壳变形虫与环境要素的关系。物种代码: Sp.1, Arcella catinus type; Sp.2, Arcella dentata; Sp.3, Arcella discoides type; Sp.4, Arcella gibbosa type; Sp.5, Arcella hemisphaerica; Sp.6, Arcella vulagrsi; Sp.7, Argynnia dentistoma; Sp.8, Assulina muscorum; Sp.9, Centropyxis aculeata type; Sp.10, Centropyxis cassis type; Sp.11, Centropyxis platystoma type; Sp.12, Cyclopyxis arcelloides type; Sp.13, Corythiopn dubium; Sp.14, Corythiopn pulchellum; Sp.15, Difflugia bacillariarum; Sp.16, Difflugia bacillifera; Sp.17, Difflugia lucida type; Sp.18, Difflugia pristis type; Sp.19, Difflugia oblonga; Sp.20, Difflugia sp; Sp.21, Euglyphaacanthophora; Sp.22, Euglypha strigosa type; Sp.23, Euglypha cristata; Sp.24, Euglypha rotunda type; Sp.25, Euglypha tuberculata; Sp.26, Heleopera petricola type; Sp.27, Heleopera rosea; Sp.28, Nebela collaris; Sp.29, Nebela penardiana; Sp.30, Nebela carinata; Sp.31, Nebela tubulosa; Sp.32, Lesquereusia epitomium; Sp.33, Lesquereusia spiralis; Sp.34, Placocista glabra; Sp.35, Trinema complanatum type; Sp.36,Trinema lineare; Sp.37, Cryptodifflugia oviformis; Sp.38, Sphenoderia lenta; Sp.39, Tracheuglypha dentate

表 2. 有壳变形虫-水位转换函数模型比较.

缩写含义: WA, Weighted averaging model; WAPLS, Weighted averaging partial least squares model; RMSEP, root mean squared error of prediction; Max.bias, maximum bias.

图 2模型预测水位值与实测水位值比较. a) WA模型. b) WAPLS模型.