综述：蚯蚓：土壤质量、健康与功能的关键物种

这篇综述系统阐述了蚯蚓作为土壤生态系统工程师（ecosystem engineers）在土壤质量（SQ）、土壤健康（SH）与功能中的核心作用。文章整合了蚯蚓三大功能群（epigeic/endogeic/anecic）对碳动态（CO2/N2O排放与封存）、养分循环及土壤结构的调控机制，提出需建立包含生态服务与负效应（disservices）的多变量土壤健康指数（multivariate soil health indices），为全球土壤可持续性挑战提供理论-实践桥梁。

　　

Abstract

土壤科学中两大核心概念——土壤质量（SQ）与土壤健康（SH）——通过土壤功能与生态系统服务紧密关联。蚯蚓作为关键种（keystone species）和生态系统工程师，占据土壤动物生物量的最大比例，是SQ-SH-功能联动的活体指标。研究表明，蚯蚓通过构建孔隙结构、加速有机质分解、调控水分渗透（提升达90%）等机制驱动生态系统服务，但其对温室气体（GHGs）的净源/汇效应仍存争议：虽促进碳封存，却也增加CO₂和N₂O排放。

Introduction

土壤作为地球关键自然资源，其功能体现于SQ与SH的动态平衡。近30年来，SQ量化依赖于理化-生物指标，而SH更强调生物活性。蚯蚓、蚂蚁和白蚁是核心指示物种，其中蚯蚓占陆地生态系统动物生物量主体。其功能群分化显著：

• Anecic类（如Lumbricus terrestris）构建垂直洞穴，提升孔隙度与根系穿透；
• Endogeic类将有机质混入矿质层，加速氮磷循环；
• Epigeic类分解凋落物，促进水分渗透。
  值得注意的是，蚯蚓活动还通过土壤-作物-人体通路影响公共健康，如重金属（镉/砷）富集引发肾毒性，或微生物抗性基因传播加剧感染风险。

Section snippets

土壤质量

SQ评估需整合理化-生物三维指标。与水质（依赖底栖无脊椎动物指数）和空气质量不同，SQ强调长期可持续性（≥5年），尤其关注有机碳库稳定性。

土壤健康

SH概念突出"土壤作为生命体"的属性。蚯蚓群落活性可敏感反映管理措施（如耕作/污染）的干扰，其生物扰动（bioturbation）直接关联碳 sequestration效率。

土壤功能

作为自然资本（natural capital），土壤功能涵盖养分供给、水文调节等。蚯蚓通过黏液分泌（mucous secretion）稳定团聚体，其通道系统使水分渗透率提升2-3个数量级。

共同指标

植被恢复成功与否取决于SQ，而蚯蚓丰度是SQ的核心生物指标。例如，温带森林中三大功能群共存促进多功能性，而热带系统因缺乏anecic类导致养分循环模式变异。

Conclusions

建立包含蚯蚓介导的生态服务-负效应（如GHGs排放）的整合指标，是衔接生态理论与土地管理实践的关键。未来研究需量化不同生物群区（biome）中蚯蚓功能群的碳收支阈值。

CRediT authorship contribution statement

通讯作者Yahya Kooch主导了概念构建与全文撰写，合作者补充了土壤健康评估与生态服务量化部分。团队声明无利益冲突。