殷睿教授课题组成果以封面文章发表于Cell子刊《Current Biology》，揭示全球变化与土壤动物研究新进展

2026年1月16日，殷睿教授课题组的研究成果，以“Global environmental changes threaten the feeding activity of soil detritivores”为题，发表于Cell Press旗下国际著名生物学期刊《Current Biology》，并被选为当期封面文章。这一成果标志着团队在全球变化与土壤生态研究领域取得重要突破，为解析地下生态系统对全球变化的响应机制提供了关键科学支撑。

土壤食碎屑动物（如蚯蚓、跳虫等）是地下“棕色食物网”的核心功能组分，与微生物群落共同承担着陆地生态系统90%以上的有机物质分解与养分循环任务。其中，其取食活动是驱动地下食物网能量流动与物质循环的核心动力——通过分解植物残体和土壤有机质，既能将复杂有机物转化为植物可利用养分，又能改善土壤结构、促进微生物活性，进而支撑土壤肥力维持、碳汇调控等关键生态系统功能与服务，堪称维系生态系统稳定与可持续的“地下功臣”。 值得注意的是，取食活性作为土壤食碎屑动物最核心的功能表征，其变化可提前预警生态系统功能退化，较物种多样性变化具有更高的敏感性。

长期以来，关于全球环境变化（涵盖气候变化、土地利用集约化、化学污染、火灾、植物入侵五大类驱动因子）对土壤动物影响的研究，多聚焦于物种多样性与群落结构层面，而针对其核心功能（尤其是取食活性）的全球尺度系统解析尚属空白，导致学界难以精准评估地下生态系统的功能风险。为此，该研究首先构建了清晰的概念框架（图1），系统厘清了全球环境变化驱动因子、调控因素（土壤属性、气候条件、生态系统类型等）与土壤食碎屑动物取食活性、生态系统功能之间的内在关联，明确了“驱动因子-调控因素-功能响应”的完整逻辑链条。在此基础上，研究团队整合全球55项独立研究的650组观测数据（覆盖61个全球分布式研究站点），开展了跨生态系统、多驱动因子的整合分析。

图1全球环境变化对土壤食碎屑动物摄食活性影响的概念框架

研究的核心创新与关键发现如下：

1. 明确全球环境变化对土壤食碎屑动物取食活性的综合抑制效应：所有环境变化驱动因子均呈现不利影响，平均降幅达47.8%（图2A）；而多因子交互作用（如干旱 + 杀虫剂、耕作 + 干旱）会进一步放大抑制效应，降幅高达52.1%（图2A），清晰揭示了全球变化对地下生态功能的协同威胁。

2. 识别最危险驱动因子：在单一驱动因子中，干旱（取食活性降幅 68.9%，图2B）和杀虫剂（降幅 98.9%，图2D）的危害最为显著，其中杀虫剂几乎导致土壤食碎屑动物取食功能完全丧失，为生态保护优先级决策提供了明确靶点。

3. 发现关键缓冲机制：首次证实土壤有机碳（SOC）和pH值是调控上述响应的核心因（，图2E）。当土壤有机碳含量超过30 gkg⁻¹或土壤呈碱性（pH ≥ 7.5）时，全球环境变化的不利影响基本消失（图3），为制定针对性调控策略提供了精准科学靶点。

图2全球环境变化对土壤食碎屑动物取食活性影响及关键调控因子

图3基于SOC和pH的全球环境变化对土壤动物摄食活性影响的亚组分析

基于上述发现，论文提出“土壤属性改良 + 关键生物保护”协同调控方案：在低肥力酸性农田中增施有机肥（提升土壤有机碳储量）和碱性改良剂（优化土壤pH值），同时重点保护蚯蚓等大型土壤食碎屑动物，可有效缓冲全球环境变化对地下生态功能的冲击，为全球变化背景下维系土壤生物质量、守护土壤健康、实现土壤生态系统可持续管理提供了切实可行的技术路径。

本论文的第一署名单位为西北农林科技大学。西北农林科技大学殷睿教授（资环学院）为论文第一作者兼通讯作者，北京大学博士生王旭东为共同第一作者。殷睿教授课题组的6名研究生（赵伟杰、伍蕊、刘颖、徐洪鑫、黄川雄、任航乐）深度参与了数据收集等核心研究环节。此外，本研究得到了多位国内外专家的共同指导与参与，包括朱彪教授（北京大学/内蒙古大学）、傅声雷教授（河南大学）、刘满强教授（兰州大学）、梁文举研究员（中国科学院沈阳应用生态所）、吴东辉教授（中国科学院东北地理所/东北师范大学）、Gerrit Angst研究员（捷克科学院生物学中心/查理大学）、Martin Schädler研究员（德国亥姆霍兹环境中心）、Paul Kardol教授（瑞典农业科学大学）、Nico Eisenhauer教授（德国生物多样性研究中心、莱比锡大学）。本研究得到国家重点研发计划（2021YFD1900700、2022YFD1900300）、国家自然科学基金（32425038）、陕西省重点研发计划（2025JCYBMS185、2024NCZDCYL020）及渭南市科学技术局实验示范站建设项目（2025WNXNZX-3）的联合资助。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982225016938