我國(guó)西南喀斯特地區(qū)石漠化治理與生態(tài)恢復(fù)成效顯著，但是該區(qū)人口壓力較大，經(jīng)過(guò)幾十年保育恢復(fù)的生態(tài)系統(tǒng)仍面臨被再次開(kāi)墾利用和土壤退化的風(fēng)險(xiǎn)，開(kāi)展喀斯特區(qū)典型土地利用轉(zhuǎn)變的生態(tài)效應(yīng)評(píng)價(jià)，對(duì)合理進(jìn)行土地利用規(guī)劃具有重要借鑒意義。土壤微生物和線(xiàn)蟲(chóng)是微食物網(wǎng)的重要組成部分，直接或間接影響生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)，因而是評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和健康的重要指標(biāo)。土地利用變化會(huì)對(duì)土壤微食物網(wǎng)產(chǎn)生強(qiáng)烈影響，以往的研究通常采用時(shí)空替代法且為單次采樣來(lái)反映土地利用變化對(duì)土壤生態(tài)過(guò)程和功能的影響。然而，這些方法可能會(huì)增加隨機(jī)誤差。亟需開(kāi)展同步土地利用變化（在同一時(shí)間和地點(diǎn)開(kāi)始）對(duì)土壤生態(tài)過(guò)程和功能的影響研究。
基于此，中國(guó)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(duì)趙杰研究員依托環(huán)江站土地利用變化三維水土過(guò)程長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)研究平臺(tái)，進(jìn)行了一項(xiàng)七年的田間觀測(cè)和控制實(shí)驗(yàn)，旨在探討從自然灌叢轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)田（玉米）、人工牧草地（桂牧一號(hào)）和經(jīng)濟(jì)林（核桃）的土地利用變化對(duì)土壤微食物網(wǎng)群落結(jié)構(gòu)和能量動(dòng)態(tài)的影響。
研究發(fā)現(xiàn)，相較于其他三種土地利用方式，農(nóng)田長(zhǎng)期玉米耕種降低了土壤微食物網(wǎng)的復(fù)雜性。免耕的人工牧草種植維持了最高的土壤總微生物、真菌和叢枝菌根真菌的生物量。此外，核桃經(jīng)濟(jì)林的凋落物等資源輸入量更多，由底物向食細(xì)菌線(xiàn)蟲(chóng)、食真菌線(xiàn)蟲(chóng)和植食性線(xiàn)蟲(chóng)的能量轉(zhuǎn)移通量更高，同時(shí)減少植食性線(xiàn)蟲(chóng)向雜食性捕食線(xiàn)蟲(chóng)的能量流動(dòng)，改善了微食物網(wǎng)的能量流動(dòng)均勻性。高營(yíng)養(yǎng)級(jí)雜食性線(xiàn)蟲(chóng)豐度和線(xiàn)蟲(chóng)多樣性是土壤食物網(wǎng)能流通量和能量流動(dòng)均勻性的重要預(yù)測(cè)因子。此外，雜食性線(xiàn)蟲(chóng)通過(guò)下行控制作用促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的互作，進(jìn)而增強(qiáng)土壤微食物網(wǎng)的復(fù)雜性。研究結(jié)果揭示了保護(hù)性農(nóng)業(yè)通過(guò)高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物（雜食者）維持土壤食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)和能量流動(dòng)的機(jī)制，為未來(lái)可持續(xù)土地利用提供了重要參考，同時(shí)也強(qiáng)調(diào)了進(jìn)行長(zhǎng)期田間監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)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為題發(fā)表在土壤學(xué)領(lǐng)域TOP期刊Soil Biology and Biochemistry上，該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（2022YFD1901000，U21A20189）等項(xiàng)目的共同資助。
圖1，不同土地利用類(lèi)型的能量結(jié)構(gòu)圖。CL：農(nóng)田（玉米）；FG：人工牧草地（桂牧一號(hào)）；EL：經(jīng)濟(jì)林（核桃）；NS：自然灌叢。
圖2，不同土地利用類(lèi)型的土壤微食物網(wǎng)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖。CL：農(nóng)田（玉米）；FG：人工牧草地（桂牧一號(hào)）；EL：經(jīng)濟(jì)林（核桃）；NS：自然灌叢。