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蚯蚓在生态系统中扮演着多种角色_蚯蚓的益处很多,能改善土壤,生物具有什么特征

作者:车型网
日期:2022-08-25 07:21:00
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蚯蚓通过协调其他土壤生物而促进生态系统多种功能服务

自古以来蚯蚓就被认作是耕耘土壤的优秀工程师,能够改善土壤物理结构、促进养分循环、提高作物产量等,从而为人类提供多种生态系统服务。尤其是在化肥和农药大量投入导致生态环境日益受到威胁的时候,发挥土壤动物生态系统工程师和调控者的作用,以达到减少依赖农用化学品的效果,在当前显得尤其重要。

虽然自达尔文时代开始的科学研究提供了蚯蚓改善土壤肥力的证据,然而,最近几年陆续有荟萃(整合)分析研究的发表,并报道了蚯蚓活动会产生一些负面影响,例如,促进温室气体排放、降低土壤生物多样性和减弱对某些植物病虫害防御能力。

值得注意的是,仔细梳理了这些研究,很多研究或针对蚯蚓作为入侵种对新大陆的影响、或基于某一生态系统类型或者过程,这些分散或独立的研究展示出来的蚯蚓功能较为片面。而综合评估土壤生态系统健康的多功能性(multifunctionality)的概念有助于解决这一难题。多功能性能够同时评估蚯蚓活动对多个生态系统过程的影响,从而为蚯蚓提供多维度和更为客观和全面的评价。

再者,由于蚯蚓活动与生态系统许多过程有关联,其本身亦是生态系统多功能的优秀指示物种。除了蚯蚓影响生态系统多功能的总体效应外,它又是通过何种途径影响生态系统多功能呢?蚯蚓对生态系统多功能性的影响机制更需要进一步的研究。

针对上述问题,南京农业大学资环学院土壤生态实验室发表了题为“Earthworms coordinate soil biota to improve multiple ecosystem functions”的研究论文。该研究基于十多年的长期田间试验点,通过分析添加蚯蚓与否对20多个生态系统多功能指标的影响发现,蚯蚓能够维持生态系统多功能性在一个更高的水平,且这主要是蚯蚓介导的土壤生物的间接作用而非直接作用。

具体而言,蚯蚓提高生态系统多功能性主要是通过改变土壤群落功能组成,使其朝着细菌能流通道的群落发展,并且加强土壤微生物与微动物群落之间营养级之间的协同作用。

然而,可能因为本研究所用的土壤蚯蚓介导的土壤物理结构、土壤pH和生物多样性的改变对生态系统多功能并没有影响。这一研究结果将我们对蚯蚓的认识提高至一个更高的水平。

蚯蚓通过协调其他土壤生物而促进生态系统多种功能服务蚯蚓通过协调其他土壤生物而促进生态系统多种功能服务

该研究近期发表于Cell杂志社出版的生物学综合领域顶级刊物Current Biology。我院刘婷博士为第一作者,刘满强教授为通讯作者,除了土壤生态学课题组主要师生在样地维护、样品采集和分析、写作上的贡献外,合作者包括Whalen教授(McGill University, Canada), Lubbers博士(Wageningen University and Researchn, the Netherlands),Bonkowski教授(University of Cologne, Germany)和Griffiths教授(SRUC, UK)。该工作受到国家自然科学基金(41771287 , 41671255 , 41877056)、国家重点研发计划(2016YFD0200305)、111计划(B12009)和中央高校基本业务费(KYYJ201702)等资助。

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论文链接地址:https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(19)31095-4

来源:南农大资环学院公号(2019年10月8日)

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