西北农林科技大学（809）资环学院殷睿教授课题组在揭示全球变化与土壤动物研究领域取得新进展

文章导读

当你还在为农作物减产发愁时，全球61个研究站点的数据已经揭示了一个惊人事实：干旱和杀虫剂正在让土壤中的“清道夫”们停止进食，最高降幅达到98.9%。这些你看不见的土壤动物一旦停工，意味着养分循环将陷入停滞。但更让人意外的是，研究发现只需两个简单的土壤指标——有机碳和pH值，就能完全逆转这种危机。那些有机碳超过30g/kg的土壤，在全球环境变化面前竟然毫发无伤。这个发现不仅解释了为什么有些农田始终肥沃，更指向了一个低成本解决土壤退化的方案——而你猜，这个方案最关键的一步是什么？

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资源环境学院殷睿教授课题组的研究成果，以“Global environmental changes threaten the feeding activity of soil detritivores”为题，发表于《Current Biology》，并被选为当期封面文章。这一成果标志着团队在全球变化与土壤生态研究领域取得重要突破，为解析地下生态系统对全球变化的响应机制提供了关键科学支撑。殷睿教授为论文第一作者兼通讯作者，北京大学博士生王旭东为共同第一作者。

该研究首先构建了清晰的概念框架（图1），系统厘清了全球环境变化驱动因子、调控因素（土壤属性、气候条件、生态系统类型等）与土壤食碎屑动物取食活性、生态系统功能之间的内在关联，明确了“驱动因子-调控因素-功能响应”的完整逻辑链条。在此基础上，研究团队整合全球55项独立研究的650组观测数据（覆盖61个全球分布式研究站点），开展了跨生态系统、多驱动因子的整合分析。

西北农林科技大学（809）资环学院殷睿教授课题组在揭示全球变化与土壤动物研究领域取得新进展

图1 全球环境变化对土壤食碎屑动物摄食活性影响的概念框架

研究的核心创新与关键发现如下：

（1）明确全球环境变化对土壤食碎屑动物取食活性的综合抑制效应：所有环境变化驱动因子均呈现不利影响，平均降幅达47.8%（图2A）；而多因子交互作用（如干旱 + 杀虫剂、耕作 + 干旱）会进一步放大抑制效应，降幅高达52.1%（图2A），清晰揭示了全球变化对地下生态功能的协同威胁。

（2）识别最危险驱动因子：在单一驱动因子中，干旱（取食活性降幅 68.9%，图2B）和杀虫剂（降幅 98.9%，图2D）的危害最为显著，其中杀虫剂几乎导致土壤食碎屑动物取食功能完全丧失，为生态保护优先级决策提供了明确靶点。

（3）发现关键缓冲机制：首次证实土壤有机碳（SOC）和pH值是调控上述响应的核心因（，图2E）。当土壤有机碳含量超过30 g kg⁻¹或土壤呈碱性（pH ≥ 7.5）时，全球环境变化的不利影响基本消失（图3），为制定针对性调控策略提供了精准科学靶点。

西北农林科技大学（809）资环学院殷睿教授课题组在揭示全球变化与土壤动物研究领域取得新进展

图2 全球环境变化对土壤食碎屑动物取食活性影响及关键调控因子

西北农林科技大学（809）资环学院殷睿教授课题组在揭示全球变化与土壤动物研究领域取得新进展

图3 基于SOC和pH的全球环境变化对土壤动物摄食活性影响的亚组分析

基于上述发现，论文提出“土壤属性改良 + 关键生物保护”协同调控方案：在低肥力酸性农田中增施有机肥（提升土壤有机碳储量）和碱性改良剂（优化土壤pH值），同时重点保护蚯蚓等大型土壤食碎屑动物，可有效缓冲全球环境变化对地下生态功能的冲击，为全球变化背景下维系土壤生物质量、守护土壤健康、实现土壤生态系统可持续管理提供了切实可行的技术路径。

该研究得到国家重点研发计划（2021YFD1900700、2022YFD1900300）、国家自然科学基金（32425038）、陕西省重点研发计划（2025JCYBMS185、2024NCZDCYL020）及渭南市科学技术局实验示范站建设项目（2025WNXNZX-3）的联合资助。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982225016938

编辑：王学锋

终审：刘玉峰