柏林自由大学全球变化多重压力对土壤影响研究
在全球变化背景下，包括气候变化、土地利用转型及各类环境污染在内的多重压力正持续加剧全球生态系统的负担。城市土壤尤其面...
在全球变化背景下，包括气候变化、土地利用转型及各类环境污染在内的多重压力正持续加剧全球生态系统的负担。城市土壤尤其面临微塑料污染、道路除冰盐渗入、氮输入量增加以及洗涤剂中表面活性剂累积等多重挑战。尽管这些环境压力因素在现实中往往同时出现，但以往研究大多将其作为独立变量进行分析。柏林自由大学一项最新研究表明，当这些因素共同作用时，其对土壤生态系统的影响可能发生根本性改变：某些单独作用时呈中性甚至有益的因素，在组合条件下可能对土壤健康产生叠加性负面效应。该研究以“全球变化因子单独与联合作用对土壤生态系统的影响存在显著差异”为题，已于国际权威期刊《自然通讯》正式发表。
多因子联合作用实验揭示复杂生态响应
研究团队在柏林自由大学人工气候室内开展了系统性控制实验，模拟并比较了不同压力因子（如升温、干旱、化学污染物等）单独及联合作用对土壤健康的影响。实验结果表明，某些单独作用时对土壤微生物活动或团聚体结构无显著影响甚至具有促进效应的因子（如适度升温），在与其他压力因子（如盐分累积、表面活性剂残留）结合时，会显著破坏土壤结构并抑制关键微生物功能。例如，升温在单独作用下可刺激部分微生物活性，但在多因子共存环境下，升温会加剧土壤水分蒸发，导致土壤溶液中污染物浓度升高，进而对微生物群落产生毒害作用，并削弱土壤团聚体的稳定性——这类复杂交互效应仅在多因子联合实验中才能被充分揭示。
交互作用视角下的土壤保护策略
“在实验过程中，我们反复观察到某些全球变化因子（如温度升高）单独作用时对土壤表现出积极效应。这自然引出一个疑问：为何我们仍需保护土壤免受这些因子的影响？关键在于，现实环境中这些因子从不单独存在，其相互作用可能引发不可预见的负面后果，”本研究第一作者、柏林自由大学生物、化学与药学系植物生态学课题组生物学家 Rebecca Rongstock 解释道。她与同事李慧英博士及 Matthias Rillig 教授合作，通过一套创新实验体系，对 140 份土壤样本进行了六种压力因子组合与相应单因子缺失对照的系统比较。实验中，团队重点监测了土壤微生物活性与团聚体稳定性——这两项指标对土壤通气性、保水性及生物多样性维持具有关键意义。
系统性评估与生态恢复启示
该研究强调，只有将环境压力因子置于组合情境下进行系统评估，才能对生态风险形成真实认知。“若以生态系统保护为目标，我们不应仅关注单因子效应最强的压力源，”论文通讯作者、土壤生态学家 Matthias Rillig 教授指出，“鉴于全球变化多因子共存的普遍性，更有效的策略或许是重点关注那些在联合作用下产生最强负面协同效应的因子组合。” 同时，研究结果也暗示了生态恢复的潜力：若能减少或消除那些在单因子条件下看似无害甚至有益的压力源，土壤关键功能仍有可能实现显著恢复。
多因子联合作用实验揭示复杂生态响应
研究团队在柏林自由大学人工气候室内开展了系统性控制实验，模拟并比较了不同压力因子（如升温、干旱、化学污染物等）单独及联合作用对土壤健康的影响。实验结果表明，某些单独作用时对土壤微生物活动或团聚体结构无显著影响甚至具有促进效应的因子（如适度升温），在与其他压力因子（如盐分累积、表面活性剂残留）结合时，会显著破坏土壤结构并抑制关键微生物功能。例如，升温在单独作用下可刺激部分微生物活性，但在多因子共存环境下，升温会加剧土壤水分蒸发，导致土壤溶液中污染物浓度升高，进而对微生物群落产生毒害作用，并削弱土壤团聚体的稳定性——这类复杂交互效应仅在多因子联合实验中才能被充分揭示。
交互作用视角下的土壤保护策略
“在实验过程中，我们反复观察到某些全球变化因子（如温度升高）单独作用时对土壤表现出积极效应。这自然引出一个疑问：为何我们仍需保护土壤免受这些因子的影响？关键在于，现实环境中这些因子从不单独存在，其相互作用可能引发不可预见的负面后果，”本研究第一作者、柏林自由大学生物、化学与药学系植物生态学课题组生物学家 Rebecca Rongstock 解释道。她与同事李慧英博士及 Matthias Rillig 教授合作，通过一套创新实验体系，对 140 份土壤样本进行了六种压力因子组合与相应单因子缺失对照的系统比较。实验中，团队重点监测了土壤微生物活性与团聚体稳定性——这两项指标对土壤通气性、保水性及生物多样性维持具有关键意义。
系统性评估与生态恢复启示
该研究强调，只有将环境压力因子置于组合情境下进行系统评估，才能对生态风险形成真实认知。“若以生态系统保护为目标，我们不应仅关注单因子效应最强的压力源，”论文通讯作者、土壤生态学家 Matthias Rillig 教授指出，“鉴于全球变化多因子共存的普遍性，更有效的策略或许是重点关注那些在联合作用下产生最强负面协同效应的因子组合。” 同时，研究结果也暗示了生态恢复的潜力：若能减少或消除那些在单因子条件下看似无害甚至有益的压力源，土壤关键功能仍有可能实现显著恢复。
