创新框架推动线虫基础指标在土壤健康评估中的实际应用

本文提出一种创新框架，将多种线虫基础指标（Nematode-Based Indices, NBIs）整合为单一定量指标——线虫土壤健康指数（Nematode Soil Health, NSH），旨在解决土壤健康评估的标准化难题。该框架通过多数据集验证NSH对土壤深度、土地利用和季节变化的敏感性，显著提升了NBIs在农业实践中的应用价值，为土壤生态系统功能（如营养循环）提供可操作的生物指示工具。

　　

ABSTRACT

线虫作为土壤食物网的多功能生物指示器，在农业和自然生态系统中通过形态学、生活史和群落特征衍生的线虫基础指标（Nematode-Based Indices, NBIs）提供关键土壤健康信息。然而，现有方法缺乏标准化框架以统一NBIs与土壤健康概念。本文提出一种创新框架，将NBIs整合为单一定量指标——线虫土壤健康指数（Nematode Soil Health, NSH），并通过五个数据集验证其有效性。结果表明，NSH能敏感反映土壤类型、深度、生物修正及土地利用差异，推动NBIs在土壤健康评估中的实际应用。

Summary

• 线虫基础指标（NBIs）被整合为单一生物指示器。
• NSH指数是基于线虫群落的定量指标。
• NSH得分与营养循环变量高度相关。
• 该框架促进NBIs在土壤健康评估中的实践应用。

1 Introduction

土壤健康的核心概念强调土壤作为生命系统执行生态系统功能和服务的能力，涉及土壤食物网中微生物和动物的互动过程。线虫因占据多营养级（从初级消费者到专性捕食者）成为土壤健康的高效生物指示器。自Nielsen（1949）基于摄食习性分类线虫以来，NBIs如成熟指数（Maturity Index, MI）、富集指数（Enrichment Index, EI）和结构指数（Structure Index, SI）逐渐发展，结合形态（如体型、生物量）、生活史（如繁殖率）和群落特征（如丰度），为土壤食物网动态提供关键洞见。
Bongers等（1989）提出的coloniser-persister（c-p）等级衍生出MI及其相关指标（如MI 2-5、植物寄生指数Plant-Parasitic Index, PPI），而Ferris等（2001）的功能指数（EI、SI、通道指数Channel Index, CI和基础指数Basal Index, BI）进一步扩展了NBIs的应用。然而，现有指标分散且缺乏统一标准，无法直接量化土壤健康。相比之下，中观动物（如EMI指数）和宏观动物（如GISQ指数）已有单一标准指标，而微动物群落（包括线虫）仍缺失类似工具。
本文旨在整合