我國西南喀斯特地區(qū)石漠化治理與生態(tài)恢復(fù)成效顯著，但是該區(qū)人口壓力較大，經(jīng)過幾十年保育恢復(fù)的生態(tài)系統(tǒng)仍面臨被再次開墾利用和土壤退化的風(fēng)險，開展喀斯特區(qū)典型土地利用轉(zhuǎn)變的生態(tài)效應(yīng)評價，對合理進行土地利用規(guī)劃具有重要借鑒意義。土壤微生物和線蟲是微食物網(wǎng)的重要組成部分，直接或間接影響生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)，因而是評估生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和健康的重要指標(biāo)。土地利用變化會對土壤微食物網(wǎng)產(chǎn)生強烈影響，以往的研究通常采用時空替代法且為單次采樣來反映土地利用變化對土壤生態(tài)過程和功能的影響。然而，這些方法可能會增加隨機誤差。亟需開展同步土地利用變化（在同一時間和地點開始）對土壤生態(tài)過程和功能的影響研究。
基于此，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所王克林研究員團隊趙杰研究員依托環(huán)江站土地利用變化三維水土過程長期監(jiān)測研究平臺，進行了一項七年的田間觀測和控制實驗，旨在探討從自然灌叢轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)田（玉米）、人工牧草地（桂牧一號）和經(jīng)濟林（核桃）的土地利用變化對土壤微食物網(wǎng)群落結(jié)構(gòu)和能量動態(tài)的影響。
研究發(fā)現(xiàn)，相較于其他三種土地利用方式，農(nóng)田長期玉米耕種降低了土壤微食物網(wǎng)的復(fù)雜性。免耕的人工牧草種植維持了最高的土壤總微生物、真菌和叢枝菌根真菌的生物量。此外，核桃經(jīng)濟林的凋落物等資源輸入量更多，由底物向食細菌線蟲、食真菌線蟲和植食性線蟲的能量轉(zhuǎn)移通量更高，同時減少植食性線蟲向雜食性捕食線蟲的能量流動，改善了微食物網(wǎng)的能量流動均勻性。高營養(yǎng)級雜食性線蟲豐度和線蟲多樣性是土壤食物網(wǎng)能流通量和能量流動均勻性的重要預(yù)測因子。此外，雜食性線蟲通過下行控制作用促進營養(yǎng)級之間的互作，進而增強土壤微食物網(wǎng)的復(fù)雜性。研究結(jié)果揭示了保護性農(nóng)業(yè)通過高營養(yǎng)級生物（雜食者）維持土壤食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)和能量流動的機制，為未來可持續(xù)土地利用提供了重要參考，同時也強調(diào)了進行長期田間監(jiān)測實驗的重要性。
上述研究成果以Disturbance intensity shapes the soil micro-food web compositions and energy fluxes during seven-year land use changes為題發(fā)表在土壤學(xué)領(lǐng)域TOP期刊Soil Biology and Biochemistry上，該研究得到了國家自然科學(xué)基金（2022YFD1901000，U21A20189）等項目的共同資助。
圖1，不同土地利用類型的能量結(jié)構(gòu)圖。CL：農(nóng)田（玉米）；FG：人工牧草地（桂牧一號）；EL：經(jīng)濟林（核桃）；NS：自然灌叢。
圖2，不同土地利用類型的土壤微食物網(wǎng)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖。CL：農(nóng)田（玉米）；FG：人工牧草地（桂牧一號）；EL：經(jīng)濟林（核桃）；NS：自然灌叢。