植树造林对土壤动物群落的差异化影响：初始生态系统类型的关键调控作用

本研究通过全球尺度整合分析(14281对数据)，揭示植树造林对土壤动物群落的效应受初始生态系统类型显著调控。研究发现非林地(如荒漠)造林显著提升土壤动物丰度(如螨类增加36.9%)和多样性，而森林再造林则产生负面影响。研究创新性指出林分特征(林龄、郁闭度)和植前土壤性质(容重、pH)是关键调控因子，为全球变化背景下基于土地历史的生态修复策略提供重要依据。

　　

在全球气候变化背景下，植树造林作为增强陆地碳汇的关键策略，已被纳入《波恩挑战》等国际倡议。然而，这种人为干预如何影响地下生物多样性——尤其是驱动土壤生态功能的土壤动物群落，始终存在认知空白。更值得关注的是，现有研究对造林前土地历史（即初始生态系统类型）的调控作用缺乏系统评估，这直接影响到造林政策的生态效益预测。

福建师范大学彭燕团队联合10国科研机构，在《Journal of Plant Ecology》发表的研究首次通过全球尺度meta分析（涵盖266项研究、14281对观测数据），揭示了植树造林对土壤动物群落的差异化影响。研究发现总体效应虽不显著，但细分初始生态系统类型后呈现强烈对比：荒漠造林使土壤动物总丰度激增92.5%，而森林再造林导致大型土壤动物减少39.8%。这种"初始状态决定响应方向"的规律，挑战了传统造林政策的普适性假设。

研究采用多层级贝叶斯混合效应模型，整合全球观测数据评估丰度、生物量和多样性指标（包括香农-威纳指数等6种指标）。关键技术包括：(1)基于PRISMA标准的系统文献检索（Web of Science和中国知网）；(2)使用自然对数响应比(lnRR)量化效应值；(3)引入土壤深度、分类等级作为随机效应因子；(4)分析地理坐标、林分特征（郁闭度、胸径等）和植前土壤性质（容重、pH等）的调节作用。

【主要结果】

1. 1.

   总体效应有限但类群特异：螨类(Acari)和原生动物(Protozoa)丰度分别增加36.9%和56.9%，节肢动物(Arthropod)生物量暴增777.3%；而跳虫(Collembola)分类丰富度下降17.9%。

2. 2.

   初始生态系统类型的关键作用：

   • •

     荒漠造林效应最强：土壤动物总丰度(+92.5%)和香农指数(+65.8%)显著提升，节肢动物丰度增幅达1247.5%

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     农田造林使大型土壤动物丰度增加37.8%

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     森林再造林导致大型动物丰度降低39.8%，白蚁(Termite)减少50.2%

3. 3.

   驱动因子解析：

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     林分特征：树高、胸径与效应值负相关，而林分密度与大型动物丰度正相关

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     植前土壤：低有机碳(SOC)和全氮(TN)土壤中造林效应更强，容重每增加1 g/cm³对应大型动物丰度效应值提升106.8%

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     树种特性：针叶林降低均匀度指数(Pielou)，菌根类型(AM/ECM)影响不显著

研究结论强调，造林政策的生态效应评估必须考虑土地历史遗产效应。在荒漠等贫瘠生态系统实施造林可产生"双赢"效益（碳汇与生物多样性协同提升），而森林再造林可能需要配套措施缓解土壤动物群落退化。该研究为《巴黎协定》框架下的基于自然的解决方案(NbS)提供了关键科学依据——在全球8.4亿公顷潜在造林面积中，针对性地选择初始生态系统类型将最大化生态效益。

值得注意的是，研究发现造林效应与气候因子(MAT/MAP)无关，这暗示通过合理树种选择和管理措施，可在广泛气候区实施精准造林。未来研究需加强土壤动物功能群（而非仅分类群）的响应机制解析，并关注北半球高纬度地区的数据空白。这些发现对完善"绿水青山"生态补偿机制和联合国生态系统恢复十年(2021-2030)行动计划具有重要指导价值。