中國教育報-中國教育新聞網訊(通訊員 朱嘉豪 李建平 記者 劉盾)近日,中山大學生態學院教授儲誠進團隊在《自然》雜志發表論文,研究顯示,白蟻、螞蟻和蚯蚓等土壤無脊椎動物,具有提升土壤肥力、改善土壤質地和促進作物產量的生態系統功能。這對促進全球元素循環、物質降解和生物多樣性維持具有重要作用。這一研究為應對氣候變暖和促進生態修復提供了全新思路。
白蟻、螞蟻和蚯蚓等土壤無脊椎動物,廣泛分布于全球多個生態系統中。它們通過土壤擾動,產生蟻丘、泥被或蚯蚓糞等獨特生物構造,在養分循環和生物多樣性維持等多種生態系統過程中發揮重要作用,被譽為“生態系統工程師”。研究結果顯示,在全球尺度上,白蟻、螞蟻和蚯蚓的土壤活動,均可以顯著提升土壤碳、氮、磷等主要養分含量,還能提升土壤電導率、土壤呼吸速率等。
儲誠進介紹,土壤無脊椎動物至少可以從四個方面影響生態系統健康。土壤無脊椎動物可以通過集中搬運和加快凋落物分解等途徑,提升土壤中主要養分的含量,增強土壤肥力;通過掘穴活動、搬運黏土、混合土壤和身體分泌物等多種方式,改善土壤質地,提升土壤透氣性和持水能力。土壤無脊椎動物可以促進凋落物和土壤有機質分解,刺激土壤微生物分泌的胞外酶活動,促進氮磷等養分循環;還能夠通過上述作用,為其他生物類群提供適宜的棲息地和食物資源,從而提升微生物、植物和動物的生物量和多樣性。
“我們搜集篩選出來自全球6個大洲的1047篇相關文獻,從中提取12975條數據記錄,進行薈萃分析。”論文第一作者、中山大學生態學院博士后巫東豪介紹,研究發現,隨著年均氣溫的升高,白蟻對土壤呼吸和植物生物量以及蚯蚓對土壤氮磷含量的促進作用,均有提高。而螞蟻對土壤氮磷含量、植物生物量和植物存活率的促進作用,則隨植物生物量的升高而降低,并在中緯度地區達到峰值。進一步分析表明,白蟻通過緩解熱帶地區磷養分限制,進而促進植物生長;螞蟻則通過緩解溫帶地區氮養分限制促進植物生長。
這意味著,未來氣候變暖可能會通過促進白蟻活動提升土壤呼吸和植物生產力,應當重視白蟻的土壤工程師效應對碳循環和碳源匯動態的影響。此外,在不同氣候區可以保護和添加特定的土壤無脊椎動物類群,幫助富集特定養分,促進作物生長。
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