科研进展
绿洲农田土壤动物多样性及其功能研究获新进展
土壤动物作为土壤食物网的核心组成部分,其多样性在气候变化与人类活动的影响下呈下降趋势,并进一步驱动土壤食物网结构与功能发生演变。全球农业生态系统土壤动物多样性及其功能下降速度高于其他生态系统。农业集约化导致土壤动物多样性出现跨营养级下降并引发级联效应,削弱了土壤食物网在病虫害生物防治、凋落物分解、养分循环以及有害物质降解等方面的多重功能,进而威胁土壤的健康与稳定。
中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃临泽农田生态系统国家野外科学观测研究站土壤动物研究团队在张掖绿洲北部建立了涵盖撂荒和耕作年限为10、30、50和100年定位的监测样地,以天然荒漠作为对照,利用时空替代法系统开展了土壤动物多样性及其功能性状变化研究,旨在揭示绿洲农田耕作及撂荒驱动的植被与土壤环境相互作用对土壤动物多样性及功能的耦合影响及其互馈机制。
研究发现,与荒漠相比,干旱区灌溉农田的土壤动物多样性大幅提升,土壤动物功能也会随着年限的增加而增多,但长期耕作及撂荒均会对土壤动物多样性及其功能产生负面影响,进而影响土壤健康与稳定。
研究指出,绿洲农田开垦改善了土壤环境,提升了植食性和其他食性土壤动物的数量及多样性,并通过资源上行效应重构了土壤动物营养结构及其功能。因此,从多营养级视角系统解析土壤动物多样性对绿洲农田耕作的长期响应规律,揭示其与土壤功能的内在关联,评估土壤动物网络对生态系统稳定性的指示作用,可为绿洲农田土壤健康评价提供科学依据。
相关研究成果分别以Soil macrofauna trophic structure and its relationship with soil factors in oases of contrasting cultivation ages和Effect of long‑term cultivation on ground arthropod diversity and network stability in desert agricultural ecosystems为题发表在期刊Agriculture, Ecosystems and Environment和Plant and Soil上。西北研究院博士生王永珍为论文第一作者,何志斌研究员和刘继亮副研究员为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和甘肃省领军人才项目资助。
论文链接:1.https://doi.org/10.1016/j.agee.2024.109277
2.https://doi.org/10.1007/s11104-025-08123-w

不同耕作年限绿洲农田土壤动物多样性与土壤功能变化

天然荒漠、10年、30年、50年和100年农田捕食性甲虫、植食性甲虫、杂食性甲虫、蛛形纲和蚂蚁的活动密度

天然荒漠、10年、30年、50年和100年农田不同营养级地表节肢动物的共线性网络




