蚯蚓通过协调其他土壤生物而促进生态系统多种功能服务

来源：土壤观察

导  读

该研究基于十多年的长期田间试验点，通过分析添加蚯蚓与否对20多个生态系统多功能指标的影响发现，蚯蚓能够维持生态系统多功能性在一个更高的水平，且这主要是蚯蚓介导的土壤生物的间接作用而非直接作用。

自古以来蚯蚓就被认作是耕耘土壤的优秀工程师，能够改善土壤物理结构、促进养分循环、提高作物产量等，从而为人类提供多种生态系统服务。尤其是在化肥和农药大量投入导致生态环境日益受到威胁的时候，发挥土壤动物生态系统工程师和调控者的作用，以达到减少依赖农用化学品的效果，在当前显得尤其重要。

虽然自达尔文时代开始的科学研究提供了蚯蚓改善土壤肥力的证据，然而，最近几年陆续有荟萃（整合）分析研究的发表，并报道了蚯蚓活动会产生一些负面影响，例如，促进温室气体排放、降低土壤生物多样性和减弱对某些植物病虫害防御能力。

值得注意的是，仔细梳理了这些研究，很多研究或针对蚯蚓作为入侵种对新大陆的影响、或基于某一生态系统类型或者过程，这些分散或独立的研究展示出来的蚯蚓功能较为片面。而综合评估土壤生态系统健康的多功能性(multifunctionality)的概念有助于解决这一难题。多功能性能够同时评估蚯蚓活动对多个生态系统过程的影响，从而为蚯蚓提供多维度和更为客观和全面的评价。

再者，由于蚯蚓活动与生态系统许多过程有关联，其本身亦是生态系统多功能的优秀指示物种。除了蚯蚓影响生态系统多功能的总体效应外，它又是通过何种途径影响生态系统多功能呢？蚯蚓对生态系统多功能性的影响机制更需要进一步的研究。

针对上述问题，南京农业大学资环学院土壤生态实验室发表了题为“Earthworms coordinate soil biota to improve multiple ecosystem functions”的研究论文。该研究基于十多年的长期田间试验点，通过分析添加蚯蚓与否对20多个生态系统多功能指标的影响发现，蚯蚓能够维持生态系统多功能性在一个更高的水平，且这主要是蚯蚓介导的土壤生物的间接作用而非直接作用。

具体而言，蚯蚓提高生态系统多功能性主要是通过改变土壤群落功能组成，使其朝着细菌能流通道的群落发展，并且加强土壤微生物与微动物群落之间营养级之间的协同作用。

然而，可能因为本研究所用的土壤蚯蚓介导的土壤物理结构、土壤pH和生物多样性的改变对生态系统多功能并没有影响。这一研究结果将我们对蚯蚓的认识提高至一个更高的水平。

该研究近期发表于Cell杂志社出版的生物学综合领域顶级刊物Current Biology。该院刘婷博士为第一作者，刘满强教授为通讯作者，除了土壤生态学课题组主要师生在样地维护、样品采集和分析、写作上的贡献外，合作者包括Whalen教授（McGill University, Canada）, Lubbers博士（Wageningen University and Researchn, the Netherlands），Bonkowski教授（University of Cologne, Germany）和Griffiths教授（SRUC, UK）。该工作受到国家自然科学基金（41771287 , 41671255 , 41877056）、国家重点研发计划（2016YFD0200305）、111计划（B12009）和中央高校基本业务费（KYYJ201702）等资助。