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2月12日，中山大學(xué)生態(tài)學(xué)院儲(chǔ)誠(chéng)進(jìn)教授團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志發(fā)表論文。該團(tuán)隊(duì)研究顯示，白蟻、螞蟻和蚯蚓等土壤無(wú)脊椎動(dòng)物具有提升土壤肥力、改善土壤質(zhì)地和促進(jìn)作物產(chǎn)量的生態(tài)系統(tǒng)功能，對(duì)促進(jìn)全球元素循環(huán)、物質(zhì)降解和生物多樣性維持具有重要作用。這一研究為應(yīng)對(duì)氣候變暖和促進(jìn)生態(tài)修復(fù)提供了全新思路。
中山大學(xué)生態(tài)學(xué)院儲(chǔ)誠(chéng)進(jìn)教授團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志發(fā)表論文。中山大學(xué)供圖 白蟻、螞蟻和蚯蚓等土壤無(wú)脊椎動(dòng)物廣泛分布于全球多個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，它們通過(guò)土壤擾動(dòng)產(chǎn)生蟻丘、泥被或蚯蚓糞等獨(dú)特生物構(gòu)造，在養(yǎng)分循環(huán)和生物多樣性維持等多種生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程中發(fā)揮重要作用，被譽(yù)為“生態(tài)系統(tǒng)工程師”。 研究結(jié)果顯示，在全球尺度上，白蟻、螞蟻和蚯蚓的土壤活動(dòng)均可以顯著提升土壤碳、氮、磷、鉀、鈣、鈉、鎂等主要養(yǎng)分含量，還能提升土壤電導(dǎo)率、土壤呼吸速率、微生物生物量以及植物生物量等多個(gè)指標(biāo)。 儲(chǔ)誠(chéng)進(jìn)介紹，土壤無(wú)脊椎動(dòng)物至少可以從4個(gè)方面影響生態(tài)系統(tǒng)健康。土壤無(wú)脊椎動(dòng)物可以通過(guò)集中搬運(yùn)和加快凋落物分解等途徑，提升土壤中主要養(yǎng)分的含量，增強(qiáng)土壤肥力；通過(guò)多種方式改善土壤質(zhì)地，提升土壤透氣性和持水能力；可以促進(jìn)凋落物和土壤有機(jī)質(zhì)分解，刺激土壤微生物分泌的胞外酶活動(dòng)，促進(jìn)氮磷等養(yǎng)分循環(huán)；還能夠通過(guò)上述作用，為其他生物類(lèi)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(dòng)物的生物量和多樣性。 “我們歷時(shí)1年，搜集篩選出來(lái)自全球6個(gè)大洲的1047篇相關(guān)文獻(xiàn)，從中提取12975條數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行薈萃分析。”論文第一作者、中山大學(xué)生態(tài)學(xué)院博士后巫東豪表示，研究發(fā)現(xiàn)，隨著年均氣溫的升高，白蟻對(duì)土壤呼吸和植物生物量、蚯蚓對(duì)土壤氮磷含量的促進(jìn)作用均有提高。而螞蟻對(duì)土壤氮磷含量、植物生物量和植物存活率的促進(jìn)作用則隨植物生物量的升高而降低，并在中緯度地區(qū)達(dá)到峰值。進(jìn)一步分析表明，白蟻通過(guò)緩解熱帶地區(qū)磷養(yǎng)分限制進(jìn)而促進(jìn)植物生長(zhǎng)，螞蟻則通過(guò)緩解溫帶地區(qū)氮養(yǎng)分限制促進(jìn)植物生長(zhǎng)。 這意味著，未來(lái)氣候變暖可能會(huì)通過(guò)促進(jìn)白蟻活動(dòng)從而提升土壤呼吸和植物生產(chǎn)力，應(yīng)當(dāng)重視白蟻的土壤工程師效應(yīng)對(duì)碳循環(huán)和碳源匯動(dòng)態(tài)的影響。此外，在不同氣候區(qū)可以保護(hù)和添加特定的土壤無(wú)脊椎動(dòng)物類(lèi)群，幫助富集特定養(yǎng)分，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。 目前，全球土壤無(wú)脊椎動(dòng)物正面臨“無(wú)聲的滅絕”，在人類(lèi)活動(dòng)和氣候變化的影響下，土壤無(wú)脊椎動(dòng)物數(shù)量銳減，而相應(yīng)的調(diào)查和保護(hù)卻嚴(yán)重不足。“我們的研究表明，保護(hù)土壤無(wú)脊椎動(dòng)物，將有助于提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，應(yīng)對(duì)氣候變暖，促進(jìn)生態(tài)修復(fù)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。” 下一步，儲(chǔ)誠(chéng)進(jìn)教授團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步開(kāi)展針對(duì)土壤無(wú)脊椎動(dòng)物工程師效應(yīng)的研究，從碳循環(huán)的角度綜合評(píng)估土壤工程師效應(yīng)對(duì)碳源匯動(dòng)態(tài)的影響，并通過(guò)控制實(shí)驗(yàn)探究不同無(wú)脊椎動(dòng)物促進(jìn)植物生長(zhǎng)的機(jī)制差異。
白蟻、螞蟻和蚯蚓類(lèi)群產(chǎn)生的生物構(gòu)造示意圖（白蟻丘、螞蟻丘和蚯蚓糞）。中山大學(xué)供圖 |
