近日，生命科学学院韦革宏教授团队在农田土壤微生物群落和功能对环境变化的响应方面取得重要进展。相关成果以 “Agricultural subsoil microbiomes and functions exhibit lower resistance to global change than topsoils in Chinese agroecosystems” 为题发表在《Nature Food》。彭子恒博士为论文第一作者，焦硕教授为通讯作者，韦革宏教授参与指导，苏黎世大学 Marcel G. A. van der Heijden 教授和密歇根州立大学James M. Tiedje教授为合作者。

农业可持续发展是确保国家粮食安全的关键需求。土壤作为农业生态系统功能和服务的核心组成部分，支撑着碳储存、气候调节和水资源供给等关键生态功能。然而，关于下层土壤（20 cm以下）在应对环境变化中的响应与稳定性，现有研究尚显不足。为此，研究团队通过微宇宙模拟实验结合多因子扰动和野外原位控制研究，系统评估了不同土层在农田生态系统中对环境变化的敏感性。研究表明，与表层土壤（0-20 cm）相比，下层土壤（20-40 cm）在物种多样性、群落组成、微生物网络及生态系统功能复杂性等方面波动更为剧烈，表现出较低的抵抗力。进一步分析发现，土壤生物多样性是决定生态系统抵抗力的主要驱动因素，远超气候和土壤理化特性等因素。微生物菌群移植实验结果显示，来自表层土壤的微生物对环境变化具有显著更强的抵抗力，而来自下层土壤的微生物则表现出较弱的适应性。研究揭示了下层土壤在环境变化情境下的高度敏感性，强调了土壤生物多样性在农业生态系统应对环境变化和维持生态功能中的关键作用。未来的农业土壤管理策略应更加关注生物多样性的保护与恢复，为全球农业生态系统的可持续管理与应对环境变化的研究提供了重要的理论依据。

该研究得到国家自然科学优秀青年基金、国家重点研发计划青年科学家项目、中央高校基础研究基金和国家自然科学联合基金等项目的资助。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s43016-024-01106-7