近日，土壤生态学团队在Geoderma期刊上发表题为“Consequences of subtropical land-use intensity for the abundance and diversity of earthworm ecological categories”的研究论文，报道了亚热带地区不同土地利用强度下蚯蚓群落不同生态型的响应，为农田土壤动物多样性的保护策略提供了重要科学依据。
自然生态系统向农田的土地利用转变是生物多样性丧失的主要驱动力（Cardinale et al., 2012）。农业利用通过多重途径影响土壤生态系统：耕作扰动破坏土壤结构、化肥施用导致土壤酸化、单一种植降低了有机物的多样性、收获减少了有机物的输入等等，主要通过减少栖息地和食物来源对土壤动物施加压力（Allan et al., 2015）。作为公认的生态系统“工程师”，大型土壤动物蚯蚓通过掘穴、取食和排泄等活动调控土壤酸度、物理结构、土壤持水性、入渗、有机质分解和养分循环等土壤性质的各个方面（Briones and Schmidt, 2017）。然而，土地利用强度的增加，包括耕作、施肥、连作等对土壤生物多样性的威胁已经开始引起大量关注，但是对土壤动物的影响仍了解不全。尽管当前普遍认为农业活动会降低蚯蚓多样性，但这一效应是否在不同环境条件下具有普遍性仍存在疑问。例如，当前，有机物料施用已经越来越普遍，是否可以通过改善土壤环境和提供食物来源促进蚯蚓群落的发展，即增加有机物料输入的生态集约化农业（或有机、循环、再生、碳农业等称谓）可否逆转蚯蚓多样性降低的趋势？
蚯蚓通常被划分为三类生态型：表栖型、内栖型和深栖型 (Edwards and Arancon, 2022)。不同生态型的蚯蚓在生活史、栖息偏好、取食策略和掘穴能力上的差异，代表了在长期演化过程中蚯蚓对不同环境条件的敏感性及适应策略。因此，揭示不同不同生态型蚯蚓对农业利用的响应机制，对于制定可持续的土壤管理策略、提升土壤健康具有重要意义。然而，尚不明确生态集约化农业如何影响蚯蚓生态型。
基于两年田间调查，本文对比分析了休耕地、种植园（茶园、橘园、樟树林）及不同施肥模式旱地农田（化肥、堆肥、蚯蚓堆肥）中蚯蚓的群落特征，如数量、生物量与多样性。整合土壤环境、资源数量与质量因子的综合模型分别解释了蚯蚓数量73%和多样性52%的变异量（调整后R2，图1）。其中，蚯蚓数量和多样性的最佳预测因子均为土壤环境变量，包括土壤pH值、可溶性有机碳、颗粒有机碳比例及可溶性有机质腐殖化指数。标准化路径系数显示，土壤环境与资源质量是影响蚯蚓数量、生物量及多样性的主要因素，其重要性均超过资源数量或利用强度（图2）。值得一提的是，蚯蚓群落对农业利用措施的响应呈现出新的特点，如农田中的蚯蚓丰度（70 ind. m-2）远高于休耕地（4 ind. m-2）和种植园（22 ind. m-2），这一现象与有机物料施用措施（如堆肥和蚓堆肥）改善土壤pH、提高微生物生物量碳及颗粒有机碳等资源有效性密切相关。尤为重要的是，内栖型和深栖型蚯蚓对农业措施的响应更为敏感，其数量随农业利用强度增加显著提升，表明生态集约化管理措施可缓解耕作等干扰的负面效应，从而维持土壤动物多样性。这一发现提供了农田蚯蚓群落恢复的新现象，同时为退化农田土壤的生态修复提供了新思路，即通过调控有机物料来影响蚯蚓功能群落的组成；未来应进一步加强土壤多功能性代表的土壤健康的系统研究，以建立从土壤基质调控到功能调控的完整链条。
图1 多种预测因子对亚热带生态系统蚯蚓丰度和多样性的相对影响
图2 蚯蚓丰度、生物量和多样性的直接和间接驱动因素
土壤生态实验室博士研究生刘喜帅为第一作者，刘满强教授为通讯作者。团队胡锋教授、陈小云教授、万兵兵青年研究员、研究生王定一、祁小旭、杜彦、江俊，以及加拿大麦吉尔大学（McGill University）的Whalen教授共同参与该项工作。该研究得到国家自然科学基金（42177286）项目的资助。
参考文献：
Allan, E., Manning, P., Alt, F., Binkenstein, J., Blaser, S., Blüthgen, N., Böhm, S., Grassein, F., Hölzel, N., Klaus, V.H., Kleinebecker, T., Morris, E.K., Oelmann, Y., Prati, D., Renner, S.C., Rillig, M.C., Schaefer, M., Schloter, M., Schmitt, B., Schöning, I., Schrumpf, M., Solly, E., Sorkau, E., Steckel, J., Steffen‐Dewenter, I., Stempfhuber, B., Tschapka, M., Weiner, C.N., Weisser, W.W., Werner, M., Westphal, C., Wilcke, W., Fischer, M., 2015. Land use intensification alters ecosystem multifunctionality via loss of biodiversity and changes to functional composition. Ecology Letters 18, 834–843.
Briones, M.J.I., Schmidt, O., 2017. Conventional tillage decreases the abundance and biomass of earthworms and alters their community structure in a global meta‐analysis. Global Change Biology 23, 4396–4419.
Cardinale, B.J., Duffy, J.E., Gonzalez, A., Hooper, D.U., Perrings, C., Venail, P., Narwani, A., MacE, G.M., Tilman, D., Wardle, D.A., Kinzig, A.P., Daily, G.C., Loreau, M., Grace, J.B., Larigauderie, A., Srivastava, D.S., Naeem, S., 2012. Biodiversity loss and its impact on humanity. Nature 486, 59–67.
Edwards, C.A., Arancon, N.Q., 2022. Biology and ecology of earthworms. Third edition. Springer US, New York.
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2025.117270
编辑：刘喜帅
校正：朱梦一，刘满强
审核：刘满强
