喀斯特土地利用变化对土壤微食网组成结构和能量流动的影响取得进展
作者：环江站 更新时间：2024-04-23
我国西南喀斯特地区石漠化治理与生态恢复成效显著，但是该区人口压力较大，经过几十年保育恢复的生态系统仍面临被再次开垦利用和土壤退化的风险，开展喀斯特区典型土地利用转变的生态效应评价，对合理进行土地利用规划具有重要借鉴意义。土壤微生物和线虫是微食物网的重要组成部分，直接或间接影响生态系统功能和服务，因而是评估生态系统稳定和健康的重要指标。土地利用变化会对土壤微食物网产生强烈影响，以往的研究通常采用时空替代法且为单次采样来反映土地利用变化对土壤生态过程和功能的影响。然而，这些方法可能会增加随机误差。亟需开展同步土地利用变化（在同一时间和地点开始）对土壤生态过程和功能的影响研究。
基于此，中国科学院亚热带农业生态研究所王克林研究员团队赵杰研究员依托环江喀斯特生态系统观测研究站土地利用变化三维水土过程长期监测研究平台，进行了一项七年的田间观测和控制实验，旨在探讨从自然灌丛转变为农田（玉米）、人工牧草地（桂牧一号）和经济林（核桃）的土地利用变化对土壤微食物网群落结构和能量动态的影响。
研究发现，相较于其他三种土地利用方式，农田长期玉米耕种降低了土壤微食物网的复杂性。免耕的人工牧草种植维持了最高的土壤总微生物、真菌和丛枝菌根真菌的生物量。此外，核桃经济林的凋落物等资源输入量更多，由底物向食细菌线虫、食真菌线虫和植食性线虫的能量转移通量更高，同时减少植食性线虫向杂食性捕食线虫的能量流动，改善了微食物网的能量流动均匀性。高营养级杂食性线虫丰度和线虫多样性是土壤食物网能流通量和能量流动均匀性的重要预测因子。此外，杂食性线虫通过下行控制作用促进营养级之间的互作，进而增强土壤微食物网的复杂性。研究结果揭示了保护性农业通过高营养级生物（杂食者）维持土壤食物网结构和能量流动的机制，为未来可持续土地利用提供了重要参考，同时也强调了进行长期田间监测实验的重要性。
上述研究成果以Disturbance intensity shapes the soil micro-food web compositions and energy fluxes during seven-year land use changes为题发表在土壤学领域TOP期刊Soil Biology and Biochemistry上，该研究得到了国家自然科学基金（2022YFD1901000，U21A20189）等项目的共同资助。
CL：农田（玉米）；FG：人工牧草地（桂牧一号）；EL：经济林（核桃）；NS：自然灌丛
图1 不同土地利用类型的能量结构图
CL：农田（玉米）；FG：人工牧草地（桂牧一号）；EL：经济林（核桃）；NS：自然灌丛
图2 不同土地利用类型的土壤微食物网共现网络图
（龙贤文 撰稿）