土壤生物多样性分布格局是生物群落组装（community assembly）过程的结果。然而作为土壤生物群落的重要组成部分—小型土壤动物，其在农田生态系统区域尺度下的多样性分布格局和群落组装机制尚不清楚。因此，中国科学院沈阳应用生态研究所土壤生态组在中国东部农区沿纬度梯度3200 km的农田生态系统样带（图1），选择了典型的小型土壤动物作为研究对象，探究其在农田生态系统中沿纬度梯度的分布格局及群落构建机制。采用高通量测序技术，本研究在分子水平上分析了小型土壤动物的群落组成（图2），比较了其不同营养类群的β多样性及其分解组分的分布格局（图3a），并利用零模型探究了β多样性分布的主要驱动因素。零模型随机从物种库中抽样模拟物种群落以探究预期的物种库（γ多样性）和β多样性之间的预期关系，即β多样性由区域物种库主导还是由当地群落聚集机制驱动（图3b）。此外，本研究评估了确定性过程和随机过程在群落构建中的相对重要性，揭示了环境因素对小型土壤动物群落聚集的潜在驱动机制（图3c），探明了细菌、真菌、植物寄生线虫、食细菌线虫、食真菌线虫和捕食杂食线虫沿纬度梯度的网络共现模式。
　　研究结果表明，植物寄生线虫、食真菌线虫和食细菌线虫的β多样性随着纬度增加呈下降趋势。小型土壤动物的相似性随着地理距离的增加而减小，表现出较强的距离衰减模式。当地群落组装机制（local community assembly）对小型土壤动物群落构建起主导作用，且随机性过程占比高于确定性过程。气候因素和土壤因素直接影响土壤微生物和植物寄生线虫，并通过它们间接影响食细菌线虫、食真菌线虫和捕食杂食线虫。其中，土壤微生物群落与小型土壤动物之间存在着密切的营养级联关系，其生物网络复杂性沿纬度梯度呈显著增加趋势（图4）。对于小型土壤动物多样性分布模式和群落聚集过程的探索，增强了对大尺度土壤生物多样性分布格局和维持机制的理解。
　　研究成果以“Microfauna community assembly and cascading relationship with microflora in cropland ecosystems along a latitudinal gradient”为题，于2023年7月14日在线发表于Agriculture, Ecosystems and Environment期刊上，土壤生态组博士研究生刘笑彤为第一作者，土壤生态组张晓珂研究员和梁文举研究员为共同通讯作者，李英滨副研究员和以色列巴伊兰大学Yosef Steinberger教授等也参与了该项工作。该研究得到科技基础资源调查专项和国家重点研发计划子课题等多个项目的资助。

图1.中国东部农区采样点基本信息

图2.小型土壤动物18S rDNA系统发育树

图3.小型土壤动物β多样性分布模式和群落聚集机制研究的概念图

图4.小型土壤动物与微生物共现网络和拓扑特性沿纬度梯度分布特征