河南大学李国勇团队揭示干旱改变土壤线虫群落及其对碳循环的影响

　　

研究背景

全球气候变化加剧、干旱事件频发，是影响土壤生态系统功能的重要因素。干旱会显著影响土壤生物活动，从而调节土壤呼吸和碳循环。线虫作为土壤食物网中最为多样的后生动物类群，能强烈改变土壤微生物群落和能流通道，进而调控有机质分解和异养呼吸速率。由于线虫依赖水膜获取食物资源，干旱会对线虫-微生物食物网产生负面影响，但干旱如何影响线虫多样性和丰度，以及这些变化如何影响食物网组成及其功能？目前并没有清晰的认识。

深入理解干旱如何影响土壤线虫群落及其与微生物的相互作用，对于预测土壤碳循环对全球变化的响应和评估土壤的碳汇潜力具有科学意义。

研究方案

赵灿灿等通过在干旱和半干旱草原沿干旱梯度进行采样调查，结合植物-土壤微宇宙控制实验，详细研究了干旱对土壤线虫和微生物群落以及异养呼吸的影响。实验一沿降水梯度选取了内蒙古多伦、正镶白旗和苏尼特左旗三个草地设立样方并采集土壤样品，提取土壤线虫进行形态鉴定。在实验二即微宇宙实验中，移取完整的植物-土壤柱体，在温室中人为控制降水条件，形成干旱梯度，并分析了土壤线虫、微生物群落群落组成以及异养呼吸速率。

主要结果

实验一和实验二均显示，干旱条件下土壤线虫的丰度、生物量、碳足迹和多样性降低。干旱降低线虫通道比、增加食真菌线虫的相对丰度，使得土壤分解途径由细菌能量通道向真菌能量通道转化，从而降低异养呼吸。因此，土壤干旱除了直接降低异养呼吸外，还能通过改变线虫-微生物食物网的能流通道，间接降低异养呼吸。

结论

本研究强调了干旱条件下土壤线虫在调节碳循环中的关键作用，将土壤动物纳入生态系统碳循环模型，能为精确预测气候变化背景下的土壤碳汇潜力提供科学依据。

河南大学生命科学学院赵灿灿副教授为该文章的第一作者，李国勇教授为通讯作者。

Cancan Zhao, Yuanhu Shao, Huijie Lu, Aimée T. Classen, Zuyan Wang, Ying Li, Yanchun Liu, Zhongling Yang, Guoyong Li, Shenglei Fu, Drought shifts soil nematode trophic groups and mediates the heterotrophic respiration, Journal of Plant Ecology, 2024, 17, 2, rtae012, https://doi.org/10.1093/jpe/rtae012

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