在全球气候变暖背景下，高山林线持续向高海拔扩张，深刻重塑地上植被格局并驱动地下生态过程的系统性转变。林线迁移往往优先发生于河道、沟谷等水分汇集区，表明土壤水分是调控林线扩张速率与方向的关键环境因子。然而，现有研究多聚焦于林线上移对地上植被演替、土壤理化性质及微生物群落结构的单向影响，而对土壤多功能性的整体响应缺乏系统评估。尤为重要的是，土壤线虫作为土壤微食物网的核心功能群，是典型的湿生生物，对土壤水分波动具有高度敏感性，但其在林线动态中的生态调控功能尚未得到充分解析。这一认知缺口显著限制了对气候变暖背景下地上-地下生物协同响应过程及其适应性演化机制的整体理解。基于上述科学背景，本研究以长白山西坡林线交错带为研究平台，沿海拔梯度选取高山苔原带、林线交错带及岳桦林带三个典型植被带，并在各带内沿距河道水平距离设置水分梯度（0、10、20、30 m），系统采集土壤样品。通过测定土壤线虫群落组成、能量通道结构、代谢足迹及土壤多功能性等关键指标，旨在揭示林线迁移过程中土壤线虫群落重组与土壤多功能性变化的耦合机制。

研究结果表明：苔原带土壤含水量最高，且伴随最高的线虫介导碳流通量及杂食-捕食性线虫碳利用效率，表明该植被带具有更强的土壤碳固存潜力。林线交错带线虫碳流通量的均匀性最低，揭示了生态过渡带群落结构与功能的不稳定性（图1）。沿水分梯度分析表明，近河处（0 m、10 m）土壤水分充裕，线虫代谢足迹显著高于远河处（20 m、30 m），说明水分通过调控线虫群落代谢活性间接影响土壤养分周转等关键生态过程。进一步分析发现，林线迁移过程中土壤水分条件的改变显著影响线虫碳流通量与碳利用效率，进而导致土壤多功能性降低。综上，本研究提出土壤水分是调控地上-地下互作的关键环境“开关”，而线虫群落则作为驱动养分周转的生物“引擎”，通过群落组成重组与碳流通路径重塑实现对土壤多功能性的调控（图2）。上述地下生态过程的变化对地上生态系统产生相应反馈，强调了将地下生态过程纳入高山生态系统气候响应预测框架的必要性。

以上研究成果以“Moisture-driven restructuring of nematode energy channels orchestrates soil multifunctionality during treeline migration”为题发表于《Applied Soil Ecology》期刊。我院博士生宋述望为论文第一作者，陶岩副教授和寇新昌副教授为共同通讯作者，王升忠教授指导了本项研究工作，已毕业硕士生冯馨冬、2023级硕士生徐靖迪为主要合作作者。该研究得到了国家自然科学区域创新发展联合基金、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金面上以及青年项目、中央高校基本科研业务费专项资金、吉林省科技厅自然科学基金及吉林省教育厅博士生科研创新提升项目的共同资助。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2026.107090  

图 1 不同植被带与河流距离下线虫食物网碳流结构及各营养类群碳通量相对占比

图 2 林线上移过程中土壤水分通过线虫群落调控土壤多功能性的概念框架