Soil nematode community composition and stability under different nitrogen additions in a semiarid grassland

Resumo

A entrada antropogênica de nitrogênio (N) reativo é um problema ambiental que ameaça a diversidade e a estabilidade dos ecossistemas subterrâneos. Os nematoides do solo são abundantes no solo e ocorrem em vários níveis tróficos na cadeia alimentar do solo. No entanto, a forma como a deposição de N afeta a composição e a estabilidade da comunidade de nematoides do solo é amplamente desconhecida. Aqui, investigamos a resposta da composição da comunidade de nematoides do solo à deposição de N em diferentes estações de amostragem e também estimamos a estabilidade da comunidade de nematoides em uma pastagem semiárida no norte da China. Descobrimos que a adição de N não só reduziu a diversidade da comunidade de nematoides, mas também reduziu a estabilidade temporal da comunidade de nematoides. A estabilidade de diferentes grupos tróficos de nematoides teve respostas diferentes à adição de N, e a comunidade de parasitas de plantas foi mais estável do que os outros grupos tróficos em um nível de adição de N relativamente mais alto. Além disso, o pH do solo foi estreitamente correlacionado com a estabilidade de bacterívoros, fungívoros e predadores-omnívoros e com a diversidade da comunidade de nematoides sob diferentes adições de N. Nossos resultados destacam que as adições de N influenciam indiretamente a sincronia e a estabilidade da comunidade de nematoides por meio da mudança na abundância e riqueza de nematoides do solo, e as variações da estabilidade da comunidade de nematoides sob diferentes adições de N estão intimamente relacionadas ao pH do solo. Essas mudanças na composição e na estabilidade da comunidade de nematoides acabarão influenciando a função do ecossistema do solo e a ciclagem de nutrientes por meio de interações bióticas na rede alimentar do solo.

Abstract

Anthropogenic input of reactive nitrogen (N) is an environmental problem that threatens the diversity and stability of belowground ecosystems. Soil nematodes are abundant in soil and are occurring at multiple trophic levels in the soil food web. However, how N deposition affects the composition and stability of soil nematode community is largely unknown. Here, we investigated the response of soil nematode community composition to N deposition at different sampling seasons and also estimated the stability of nematode community in a semiarid grassland in northern China. We found that the addition of N not only reduced the diversity of the nematode community, but also reduced the temporal stability of nematode community. The stability of different nematode trophic groups had different responses to N addition, and the community of plant parasites was more stable than the other trophic groups at a relatively higher N addition level. Moreover, soil pH was closely correlated with the stability of bacterivores, fungivores and predators-omnivores and the diversity of nematode community under different N additions. Our results highlight that N additions indirectly influence the synchrony and the stability of nematode community through change in soil nematode abundance and richness, and the variations of nematode community stability under different N additions are closely related to soil pH. These changes in nematode community composition and stability will eventually influence soil ecosystem function and nutrient cycling through biotic interactions in the soil food web.