近日，土壤生态学团队在土壤学期刊Biology and Fertility of Soils上在线发表题为“After-life legacy effects of enchytraeids increase the functional capability of arable soil following stress”的研究论文，报道了农田中的线蚓在胁迫条件下虽然死亡，但其生态功能在死亡后可以持续发挥。线蚓这种一直被忽视的土壤动物在环境变化下的作用值得重视。

土壤动物介导的生态过程在环境压力下的变化趋势对于维持生态系统服务至关重要。利用缩微系统microcosm experiment方式，通过在农田土壤中有无线蚓 (Enchytraeus florentinus) 的情况下模拟铜和热胁迫，评估了线蚓对土壤功能稳定性的影响。提出了土壤功能能力soil functional capability的概念，实际上就是土壤的功能稳定性，旨在利用代表性植物残体短期分解的标准化测量来简单代表土壤功能的维持潜力。由于植物残体的分解过程是生态系统多种相关功能的基础，因此分解功能也是多功能性的代表。发现线蚓对土壤功能能力的促进在受胁迫条件下最明显。线蚓对功能能力的贡献与整个实验期间线蚓死亡比例呈正相关（图1）。

图1. 培养期间线蚓在对照及胁迫处理（铜和加热两种胁迫）的数量（左图）、线蚓对 土壤功能能力（以CO₂释放代表）的影响（有和没有线蚓处理之间的差异）与死亡线蚓比例之间的回归关系（右图）。误差线代表标准差。

有趣的是，线蚓在整个培养实验期间能够持续增加土壤功能能力，即使模拟铜和热胁迫下线蚓已经死亡，其对功能的贡献仍能延续下去。我们的结果补充了之前土壤动物生活期间对功能贡献的研究，拓展了土壤动物死亡后对土壤多功能性的死后遗产影响机制。一方面，本研究模拟的胁迫覆盖了污染（持续性胁迫）和加热（瞬时胁迫），对当前全球变化干扰具有代表性意义。另一方面，属于中型土壤动物的线蚓具有生态系统工程师作用（类似蚯蚓或白蚁等大型动物）和食微作用（类似原生动物或线虫等微型动物）。因此，预期其他土壤动物类群在环境扰动后的生态系统多功能性方面也可能具有类似的死后遗产效应。根据本研究的结果、我们自己的观察及前人的研究报道，提出了一个土壤动物死后遗产效应对生态系统功能影响的概念框架。推断线蚓对土壤功能能力的贡献主要是由于死后的遗产效应，最可能通过三种潜在机制，包括（1）利用尸体提供的资源增强微生物活性，（2）通过死亡之前的微生境改善作用，以及（3）来自活的或死后土壤动物作用下微生物组的变化（图2）。该概念框架以土壤动物死后尸体释放的大量资源为核心，以土壤孔隙、团聚结构及土壤微生物群落变化等也能在土壤动物死后继续维持一定程度的效应为辅助，完善了我们对环境变化下土壤动物在生态系统持续发挥功能中的认识。

图2. 土壤动物（此处由线蚓表示）在生活阶段和死后阶段影响生态系统功能（此处由短期分解表示）的概念框架

土壤生态实验室刘满强教授为第一作者和通讯作者；胡正锟、姚钧能及陈小云、Bryan Griffiths和胡锋教授参与工作。本研究得到国家自然科学基金（42177286）及国家重点研发计划（2021YFD1700202）的共同资助。

论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00374-022-01657-6

编辑：刘满强

校对：吴迪

审核：徐莉