近日，南京农业大学土壤生态团队在国际知名期刊Molecular Ecology上发表题为 “Multidimensional trait space of soil protists: ecological strategies and environmental responses” 的研究论文，综合中国北方三大高原的区域调查与全球变化调控试验的结果，在首次系统刻画土壤原生生物的多维性状空间的基础上，揭示土壤原生生物性状空间的营养维度与生存维度这两个生态策略维度的响应，为理解气候变化影响下原生生物群落组装及生态功能提供了基于性状途径的理论框架。

原生生物是土壤中数量丰富、分类多样且功能高度异质的真核生物类群，占据土壤微食物网的多个营养级位置，深刻影响土壤生态功能。近年来，高通量测序的快速发展极大促进了人们对土壤原生生物多样性和分布的认识。然而，基于形态和分子分类学的方法通常反映系统发育关系、物种差异而与生态功能的联系较弱，难以全面揭示其生态策略与环境过滤的作用机制。相比之下，基于性状的途径通过量化生物对生态过程响应与效应的生物属性，为理解原生生物如何响应环境变化并发挥生态功能架起了桥梁。土壤原生生物类群在形态、取食和耐受方面涵盖了从自养者到高营养级消费者、从无壳类群到有壳类群、从小型寄生类群到大型捕食者等广泛的性状和生态策略。如其他生物一样，原生生物的功能性状可随水分、资源有效性等环境因子的波动而快速调整，构成了其影响生态过程的核心基础。土壤原生生物的性状研究长期发展滞后，受限于直接测量性状的困难和性状信息的分散，近年来人工智能（AI）工具的快速发展使得从分类学研究、功能数据库以及各类专著中提取原生生物性状信息更为简捷。

针对土壤原生生物性状的归纳及其对环境变化的响应，研究团队在内蒙古高原、黄土高原和青藏高原开展了调查研究，利用高通量测序获得的原生生物群落组成，借助AI工具整合并注释了土壤原生生物形态、行为、生活史和营养策略四个方面的10个功能性状，以此来探究土壤原生生物生态策略的主要维度及其环境驱动因子（图1）。结果揭示了土壤原生生物性状空间的两个维度，其中第一轴（58%）为营养维度，养分和资源限制使营养结构从异养消费者转向自养或混合营养的能量获取方式；第二轴（21%）为生存维度，干旱驱动原生生物向更缓慢、以持久性为导向的策略转变，包括运动能力降低、生态位宽度变窄以及对无性繁殖的依赖增加（图2）。

图1. 本研究样带调查采样设计及环境过滤对土壤原生生物性状维度影响的概念框架

图2. RLQ排序结合第四角检验揭示的两个由不同环境因素驱动的土壤原生生物性状维度。

在样带调查的基础上，通过结合位于青藏高原东部的全球变化调控定位试验，前述大尺度调查研究中获得的原生生物性状空间的营养维度和生存维度又进一步得到验证（图3）。

图3. 青藏高原东部全球变化定位调控实验中土壤原生生物功能性状对全球变化因子的响应。

总之，该研究将土壤原生生物这一长期缺乏性状框架支持的关键类群纳入统一的性状生态学体系，揭示了其性状空间的两个关键维度；并通过调查研究识别和调控试验验证的模式证明了该框架的稳健性。需要指出的是，基于环境DNA的性状推断存在一定方法学局限（如标记分辨率、参考序列缺口和表型可塑性），未来需将环境测序与宏转录组学和培养组学相结合以区分潜在功能与实际功能，同时对种内变异和环境依赖性加以考虑。尽管如此，本研究建立的原生生物性状体系与多类别性状分析流程，可推广应用于农业生态系统等，为评估农业措施影响、预测土壤碳氮循环及监测土壤健康提供方法学参考。

土壤生态实验室博士研究生姚钧能为论文第一作者，刘满强教授为通讯作者，东北林业大学何念鹏教授给予了重要支持。荷兰瓦赫宁根大学Stefan Geisen教授，本实验室程赛赛、张崇哲与石思博博士，南京农业大学李先平、胡正锟副教授和郭辉教授参与指导。本研究得到甘肃省科技重大专项（24RCKB002）、兰州市高层次人才支持计划（127000-563225104）以及江苏省青年科技人才托举工程（JSTJ-2025-288）的共同资助。

原文链接：https://doi.org/10.1111/mec.70583

编辑：姚钧能

校正：朱梦一，刘满强

审核：刘满强