農(nóng)業(yè)干擾作為最常見和最嚴(yán)重的全球擾動和全球變化的驅(qū)動因子之一，對生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)過程產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。農(nóng)田是糧食的主要來源，世界上巨大的人口壓力使人類不得不通過頻繁地耕作、施肥和使用農(nóng)藥等集約化做法來增加糧食產(chǎn)量。這些農(nóng)業(yè)做法導(dǎo)致土壤健康顯著下降、土壤有機(jī)碳和養(yǎng)分流失以及土壤結(jié)構(gòu)變化。然而，對于農(nóng)業(yè)干擾如何影響土壤生物網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性和穩(wěn)定性以及土壤多功能性之間的關(guān)系人們知之甚少。

基于此，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所王克林研究員團(tuán)隊趙杰研究員在桂西北地區(qū)開展了區(qū)域尺度采樣，研究團(tuán)隊在該地區(qū)的兩種主要的土壤（石灰土和紅壤）上選取四種典型的農(nóng)用地，按農(nóng)業(yè)干擾梯度由低到高順序依次為牧草、甘蔗地、水稻田和玉米地。研究旨在揭示農(nóng)業(yè)干擾如何影響土壤生物網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和穩(wěn)定性以及闡明這些影響如何與土壤多功能性相關(guān)。

研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)干擾強(qiáng)度的增加提高了物種之間的競爭，因此增加了土壤生物網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，但卻減少了土壤生物網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。土壤微動物（線蟲、原生動物和節(jié)肢動物）可以通過自上而下的控制作用穩(wěn)定整個土壤生物群落。進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)，是土壤生物網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性而不是土壤生物網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性或土壤生物多樣性能預(yù)測土壤多功能性的動態(tài)。具體而言，一個穩(wěn)定的土壤生物群，包括細(xì)菌、真菌、古菌、線蟲、原生動物、節(jié)肢動物、病毒和藻類，支持高的土壤多功能性。特別是，土壤微動物群穩(wěn)定性比其他的生物群對土壤多功能性有更大的貢獻(xiàn)。總的來說，研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)在全球農(nóng)業(yè)集約化不斷增加的背景下，土壤生物網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性應(yīng)該被考慮為提高農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和作物產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。

上述研究成果以Stable soil biota network enhances soil multifunctionality in agroecosystems為題發(fā)表在領(lǐng)域國際知名期刊Global Change Biology上，研究得到該研究得到了國家自然科學(xué)基金（2022YFD1901000，U21A20189）等項目的共同資助。

論文鏈接

土壤生物網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性和穩(wěn)定性的生物和非生物驅(qū)動因素?

土壤多功能性和土壤生物群落穩(wěn)定性的關(guān)系