农业干扰作为最常见和最严重的全球扰动和全球变化驱动因子之一,对生物多样性和生态系统过程产生深远影响。农田是粮食的主要来源,世界上巨大的人口压力使人类不得不通过频繁耕作、施肥和使用农药等集约化做法来增加粮食产量。这些农业做法导致土壤健康显著下降,土壤有机碳和养分流失,土壤结构变化。
然而,对于农业干扰如何影响土壤生物网络复杂性和稳定性以及土壤多功能性之间的关系人们知之甚少。基于此,中国科学院亚热带农业生态研究所研究员王克林科研团队的研究员赵杰,在桂西北地区开展了区域尺度采样,在该地区两种主要的土壤(石灰土和红壤)上选取四种典型的农用地,按农业干扰梯度由低到高顺序依次为牧草、甘蔗地、水稻田和玉米地展开研究,旨在揭示农业干扰如何影响土壤生物网络的复杂性和稳定性以,阐明这些影响如何与土壤多功能性相关。
研究发现,农业干扰强度的增加提高了物种之间的竞争,因此增加了土壤生物网络的复杂性,但却减少了土壤生物网络稳定性。土壤微动物(线虫、原生动物和节肢动物)可以通过自上而下的控制作用稳定整个土壤生物群落。进一步分析发现,土壤生物网络稳定性能预测土壤多功能性的动态,而非土壤生物网络复杂性或土壤生物多样性。
研究明确,一个稳定的土壤生物群包括细菌、真菌、古菌、线虫、原生动物、节肢动物、病毒和藻类,能够支撑更高的土壤功能。特别是,土壤微动物群稳定性比其他的生物群对土壤多功能性有更大的贡献。总的来说,研究结果强调在全球农业集约化不断增加的背景下,土壤生物网络稳定性应该被考虑为提高农业可持续发展和作物产量的关键因素。
1月22日,上述研究成果发表在Global Change Biology上。研究得到了国家自然科学基金等项目的共同资助。
相关论文信息:https://doi.org/10.1111/gcb.70041
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