范利超教授团队在土壤动物蚂蚁调控土壤碳循环方面取得新进展

土壤是陆地生态系统最大的碳库，在调节全球碳循环和缓解气候变化方面发挥着重要作用。长期以来，植物输入、微生物转化和矿物保护被认为是影响土壤有机碳形成与稳定的关键过程。然而，土壤动物在有机质分解、搬运、转化和再分配过程中的作用同样不可忽视。蚂蚁作为典型生态系统工程师，广泛分布于陆地生态系统中，能够通过筑巢、搬运土壤、富集枯落物和改变巢区微环境，调控土壤有机质积累和温室气体排放。尽管大量研究表明蚂蚁巢区可能成为土壤碳和温室气体释放的热点区域，但不同研究结果之间仍存在明显差异。由此引发一个关键科学问题：蚂蚁活动究竟是促进土壤有机碳积累，还是加速碳矿化损失？其作用方向和强度又受哪些生态因子和功能性状的调控？

针对上述问题，西北农林科技大学资源环境学院范利超教授团队整合全球数据，系统评估了蚂蚁活动对土壤有机碳储量和温室气体排放的影响。研究表明，与相邻无蚂蚁活动土壤相比，蚂蚁活动平均使土壤有机碳储量提高22%，同时使CO₂排放增加84%，其中蚂蚁自身呼吸是CO₂排放的重要来源。

研究发现，蚂蚁活动对土壤有机碳积累和CO₂排放的影响在不同区域和生态系统中存在明显差异。干旱地区蚂蚁增碳效应更为突出，可使土壤有机碳储量提高44%，约为湿润地区的3.7倍；而在高碳或湿润生态系统中，蚂蚁活动对土壤有机碳的相对促进作用较弱。研究团队进一步指出，蚂蚁物种、筑巢策略和食性类型是调控土壤碳效应的重要功能性状，气候因子可通过影响蚂蚁功能性状、生态系统类型和土壤背景，间接调控蚂蚁对土壤碳积累与碳排放的作用。该研究为理解土壤动物参与有机质转化和碳排放过程提供了新的科学依据，也为全球变化背景下评估土壤动物对生态系统碳收支的影响提供了重要参考。

图1 蚂蚁活动对全球土壤有机碳储量和二氧化碳排放的影响。
(a) 蚂蚁活动引起土壤有机碳变化的全球分布；(b) 蚂蚁活动引起二氧化碳排放变化的全球分布；

(c) 蚂蚁活动对土壤有机碳储量影响的累积效应；(d) 蚂蚁活动对二氧化碳排放影响的累积效应。

该研究以“A meta-analysis of ant-mediated effects on soil carbon cycling and organic matter stability”为题，在Nature Communications期刊在线发表。西北农林科技大学资源环境学院为第一署名单位，资环学院博士研究生王明达为第一作者，范利超教授为通讯作者。德国莱布尼茨汉诺威大学Kazem Zamanian博士、西北农林科技大学资环学院殷睿教授、德国哥廷根大学Yakov Kuzyakov教授和瑞典农业科学大学Paul Kardol教授为论文共同作者。研究得到国家自然科学基金(42577355)、国家外国专家项目(H20240545)、国家自然科学基金联合基金(U25A6029)和陕西省自然科学基础研究计划(2024JC-YBQN-0193)等项目资助。

全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-72626-y