在全球气候变暖的浪潮下，青藏高原多年冻土区的生态变化成为了科学界关注的焦点。这片被誉为“世界屋脊”的土地，其微小的生态波动都可能对全球碳循环产生深远影响。近日，中国科学院西北高原生物研究所高寒生态系统与全球变化研究团队在三江源国家公园多年冻土区的研究取得了突破性进展，揭示了土壤线虫群落变化与碳氮循环之间的微妙关系。相关论文发表于《应用土壤生态学》。

研究团队进行微根管安装以及土壤取样。受访者供图。

冻土退化与生态危机

“青藏高原的多年冻土区就像地球的‘冷冻柜’，储存着大量的有机碳。”西北高原生物研究所（西北高原所）研究员张振华介绍道，“但随着全球气候变暖，这些冻土正在迅速退化，导致高寒草地退化，进而影响整个生态系统的稳定。”

以往研究认为，过度放牧是导致青藏高原高寒草地退化的主要因素。但是研究团队对三江国家公园进行了为期5年的科学考察发现，三江源国家公园核心区甚至有些长期禁牧区，高寒草甸依然在退化。

“不少科研团队从水热物理学角度分析了冻土融化引起的高寒草甸生态系统退化的关键过程和机理，但是冻土融化如何通过改变土壤水热状况，进一步影响到植物和微生物对环境的适应性，进而改变植物以及微生物群落组成和多样性，是我们探究的问题。”张振华说。

为了弄清楚这些问题，从2022年开始，研究团队便在三江源国家公园建设了长期监测样地。

“我一直从事高寒草地碳循环过程方面的研究，以往的研究分析了气候变化对高寒草地土壤碳氮库影响的多种途径，植物、土壤理化性质、微生物等，唯独没有考虑土壤线虫以及多营养级的级联效应。”张振华说，通过本研究，一方面发现冻土退化引起的草地退化程度可能比放牧更剧烈。另外，虽然地下是个暗箱，但地下的世界可能更精彩，地下的生态网络可能更复杂，一些细小的变化引起的级联效应不容忽视。

研究团队在三江源进行物种调查。受访者供图。

土壤线虫，生态循环的“隐形推手”

在土壤生态系统中，土壤线虫虽然体积微小，但数量庞大，是土壤养分循环的关键驱动者。论文第一作者硕士研究生刘坤和解释说：“土壤线虫通过取食微生物或植物根系，直接调控有机质的分解与养分的释放。它们在食物网中占据多个营养级，形成了复杂的营养级联效应。”

研究发现，多年冻土区草地退化后，土壤线虫的营养群结构发生了显著变化。食细菌线虫的相对丰度降低，而食草线虫和杂食-捕食线虫的相对丰度增加。张振华指出：“这种变化主要由资源可利用性和栖息地环境的双重改变驱动。退化后的土壤环境为杂食-捕食线虫提供了更适宜的生存条件，同时影响了食细菌线虫的被捕食压力。”

线虫群落的变化通过营养级联反应影响了土壤有机碳和总氮的含量。张振华详细阐述了这一过程：“杂食-捕食线虫数量的增加加强了对食细菌线虫的捕食，导致食细菌线虫数量减少。食细菌线虫的衰退降低了对土壤细菌的取食压力，从而‘解放’了细菌的分解活性，加速了土壤有机质的分解和碳氮的释放。”

数据量化结果显示，线虫群落的变化能解释土壤有机碳变异性的16%-17%以及总氮变异性的10%-15%。张振华强调：“虽然这些影响相对于植物输入而言是次要的，但它们仍然突显了线虫群落在土壤养分循环中的重要性。”

研究团队在三江源进行斑块调查。受访者供图。

为生态修复提供新思路

这项研究不仅揭示了土壤线虫群落变化与碳氮循环之间的微妙关系，还改变了对“冻土退化-草地退化-土壤养分”链条的理解。未来在评估冻土退化对生态系统的影响时，除了关注植被和土壤的变化，还需要考虑土壤微食物网的作用，从多营养级的视角来全面评估。

“基于多营养级生物机制优化的高寒草地系统修复技术将成为未来研究的重点。我们不能仅仅关注植被盖度的增加和土壤养分的提升，还需要关注土壤微生物网的变化，以提升退化高寒草地恢复成效的可持续性。”张振华指出，研究结果对三江源国家公园或类似高寒生态系统的保护具有实际指导意义。

此外，普通公众也可以通过日常低碳行为间接保护冻土区生态。据悉。“多年冻土是青藏高原生态的‘稳定器’，冻土融化后会导致草地退化，且难以快速修复。因此，现在通过绿色出行、节约用电、‘光盘行动’等方式降低个人碳排放，可为保护冻土区生态贡献一份力量。

随着研究的不断深入，研究团队有望更加全面地理解多年冻土区生态系统的变化机制，为生态保护与修复提供更多科学依据。张振华充满了对未来的期待与信心：“微观生态中的大作用，正是我们科学研究的魅力所在。”

相关论文链接：https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2025.106539