在全球氣候變暖的浪潮下，青藏高原多年凍土區的生態變化成為了科學界關注的焦點。這片被譽為“世界屋脊”的土地，其微小的生態波動都可能對全球碳循環產生深遠影響。近日，中國科學院西北高原生物研究所高寒生態系統與全球變化研究團隊在三江源國家公園多年凍土區的研究取得了突破性進展，揭示了土壤線蟲群落變化與碳氮循環之間的微妙關系。相關論文發表于《應用土壤生態學》。
研究團隊進行微根管安裝以及土壤取樣。受訪者供圖。
凍土退化與生態危機
“青藏高原的多年凍土區就像地球的‘冷凍柜’，儲存著大量的有機碳。”西北高原生物研究所（西北高原所）研究員張振華介紹道，“但隨著全球氣候變暖，這些凍土正在迅速退化，導致高寒草地退化，進而影響整個生態系統的穩定。”
以往研究認為，過度放牧是導致青藏高原高寒草地退化的主要因素。但是研究團隊對三江國家公園進行了為期5年的科學考察發現，三江源國家公園核心區甚至有些長期禁牧區，高寒草甸依然在退化。
“不少科研團隊從水熱物理學角度分析了凍土融化引起的高寒草甸生態系統退化的關鍵過程和機理，但是凍土融化如何通過改變土壤水熱狀況，進一步影響到植物和微生物對環境的適應性，進而改變植物以及微生物群落組成和多樣性，是我們探究的問題。”張振華說。
為了弄清楚這些問題，從2022年開始，研究團隊便在三江源國家公園建設了長期監測樣地。
“我一直從事高寒草地碳循環過程方面的研究，以往的研究分析了氣候變化對高寒草地土壤碳氮庫影響的多種途徑，植物、土壤理化性質、微生物等，唯獨沒有考慮土壤線蟲以及多營養級的級聯效應。”張振華說，通過本研究，一方面發現凍土退化引起的草地退化程度可能比放牧更劇烈。另外，雖然地下是個暗箱，但地下的世界可能更精彩，地下的生態網絡可能更復雜，一些細小的變化引起的級聯效應不容忽視。
研究團隊在三江源進行物種調查。受訪者供圖。土壤線蟲，生態循環的“隱形推手”
在土壤生態系統中，土壤線蟲雖然體積微小，但數量龐大，是土壤養分循環的關鍵驅動者。論文第一作者碩士研究生劉坤和解釋說：“土壤線蟲通過取食微生物或植物根系，直接調控有機質的分解與養分的釋放。它們在食物網中占據多個營養級，形成了復雜的營養級聯效應。”
研究發現，多年凍土區草地退化后，土壤線蟲的營養群結構發生了顯著變化。食細菌線蟲的相對豐度降低，而食草線蟲和雜食-捕食線蟲的相對豐度增加。張振華指出：“這種變化主要由資源可利用性和棲息地環境的雙重改變驅動。退化后的土壤環境為雜食-捕食線蟲提供了更適宜的生存條件，同時影響了食細菌線蟲的被捕食壓力。”
線蟲群落的變化通過營養級聯反應影響了土壤有機碳和總氮的含量。張振華詳細闡述了這一過程：“雜食-捕食線蟲數量的增加加強了對食細菌線蟲的捕食，導致食細菌線蟲數量減少。食細菌線蟲的衰退降低了對土壤細菌的取食壓力，從而‘解放’了細菌的分解活性，加速了土壤有機質的分解和碳氮的釋放。”
數據量化結果顯示，線蟲群落的變化能解釋土壤有機碳變異性的16%-17%以及總氮變異性的10%-15%。張振華強調：“雖然這些影響相對于植物輸入而言是次要的，但它們仍然突顯了線蟲群落在土壤養分循環中的重要性。”
研究團隊在三江源進行斑塊調查。受訪者供圖。
為生態修復提供新思路
這項研究不僅揭示了土壤線蟲群落變化與碳氮循環之間的微妙關系，還改變了對“凍土退化-草地退化-土壤養分”鏈條的理解。未來在評估凍土退化對生態系統的影響時，除了關注植被和土壤的變化，還需要考慮土壤微食物網的作用，從多營養級的視角來全面評估。
“基于多營養級生物機制優化的高寒草地系統修復技術將成為未來研究的重點。我們不能僅僅關注植被蓋度的增加和土壤養分的提升，還需要關注土壤微生物網的變化，以提升退化高寒草地恢復成效的可持續性。”張振華指出，研究結果對三江源國家公園或類似高寒生態系統的保護具有實際指導意義。
此外，普通公眾也可以通過日常低碳行為間接保護凍土區生態。據悉。“多年凍土是青藏高原生態的‘穩定器’，凍土融化后會導致草地退化，且難以快速修復。因此，現在通過綠色出行、節約用電、‘光盤行動’等方式降低個人碳排放，可為保護凍土區生態貢獻一份力量。
隨著研究的不斷深入，研究團隊有望更加全面地理解多年凍土區生態系統的變化機制，為生態保護與修復提供更多科學依據。張振華充滿了對未來的期待與信心：“微觀生態中的大作用，正是我們科學研究的魅力所在。”
相關論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2025.106539
本文鏈接：土壤線蟲：青藏高原碳氮循環的隱形操控者http://m.sq15.cn/show-11-27839-0.html
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