森林砍伐后本土蚯蚓维持其环境功能性的适应机制研究

《Applied Soil Ecology》：Native earthworms maintain their environmental functionality following deforestation

本文通过多组学技术揭示了森林转为茶园后本土蚯蚓（D. sinensis）通过调控肠道微生物群落（如Thaumarchaeota↑152.6%，Chloroflexi↓32.9%）和代谢功能（硝基甲苯降解↑31.9%，二甲苯降解↑14.8%）适应新环境，同时保留原始生境功能印记，为土壤生态保护提供新见解。

　　

Highlight

不同的土壤特性但相似的蚯蚓丰度

茶园土壤的理化性质与天然林存在显著差异（P < 0.05），仅碳氮比（C/N）无显著变化。森林土壤呈弱酸性（pH = 6.60），而茶园土壤为强酸性（pH = 4.76）。茶园土壤的总碳（TC）、总氮（TN）、硝酸盐（NO₃^?）、可溶性有机碳（DOC）、可溶性有机氮（DON）及含水量均显著高于森林土壤（表1）。

每个样方中中华双胸蚯蚓（D. sinensis）的平均数量为4.67 ± 0.44条，且森林与茶园间无显著差异。

讨论

全球范围内持续的人为活动导致土地利用方式发生显著变化，迫使土壤生物区系适应新环境。研究森林砍伐对土壤动物及相关微生物的影响，对保护生物多样性及维持新环境功能至关重要。

首先，如假设所述，茶园与森林中蚯蚓粪的微生物群落组成存在显著差异。例如，与森林相比，茶园蚯蚓粪中奇古菌门（Thaumarchaeota）丰度增加152.6%，而绿弯菌门（Chloroflexi）减少32.9%。这种变化可能与茶园土壤的强酸性及氮素富集有关。

其次，蚯蚓通过上调特定功能以应对环境胁迫。茶园蚯蚓粪微生物的硝基甲苯和二甲苯降解功能分别显著提升31.9%和14.8%，表明其代谢潜力增强。然而，基于Adonis分析，细菌群落功能组成及代谢物在茶园与森林间无显著差异，说明蚯蚓保留了核心功能谱系。

最后，蚯蚓粪代谢物中检测到来自原始生境的“功能印记”，这可能是其维持环境功能的关键。

结论

本土蚯蚓在从天然林向人工茶园转变过程中仍保持重要的生态功能。它们通过调整肠道微生物群落和代谢功能应对新环境压力，同时保留原始生境的核心功能特征。这种功能稳定性揭示了其在跨土地利用系统中维持土壤过程的关键作用。