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美科学家发现蚯蚓可能改变森林贮碳能力

美科学家发现蚯蚓可能改变森林贮碳能力
2016-11-16 21:19:53   点击:

美国科学家在近期出版的《地球物理学研究杂志》上发表的一项研究显示,蚯蚓能够改变北美森林凋落物中和土壤中的碳元素的化学属性,从而可能影响森林的贮碳能力。

  来自EurekAlert!的消息称,普渡大学、史密森尼学会和约翰霍普金斯大学的研究人员组成了联合研究小组,对北美引自欧洲的蚯蚓的习性进行了研究。 
 
 
 
他们希望通过比较蚯蚓活动各不相同的森林中的碳成分,了解蚯蚓对森林化学的影响。

  普渡大学的生物地球化学家蒂莫西·菲利(TimothyFilley)说,他们发现,在引进蚯蚓数量比较多的森林中,植物木质素中的腐殖质和土壤有机物含量也更加丰富,加大了细菌分解的难度。蚯蚓数量少的森林中累积的植物碳则以更容易被细菌分解的形式存在,从而意味着这些碳更易被释放到空气中。

  这些蚯蚓是由早期欧洲殖民者带入北美的。有些蚯蚓以凋落的树叶和其它植物材料为食,有些蚯蚓则吃根部或者土壤有机物。总的来说,蚯蚓的消耗使得森林凋落物中的碳含量减少。蚯蚓在吃掉凋落物之后,有机物质经蚯蚓的消化道进入土壤,可能会使土壤中贮存的碳量增加。它们的进食行为可能会避免碳以二氧化碳的形式排放到大气中,促进森林的贮碳能力,从而帮助遏制气候变化。

  “如果凋落物只是堆积在土壤表面,那么很可能只会发生正常的有机物氧化反应,产生的碳很多就会排放到大气中。”普渡大学环境化学家克里夫·约翰斯顿(CliffJohnston)说,“不过,如果碳附着到土壤中的微粒,比如黏土上面,这可能成为一种长期形成稳定碳的方式。”这正是蚯蚓在做的事情,将碳“粘着”在土壤中。

  蚯蚓的活动还可能改变覆盖在地面上的森林凋落物的厚度。裸露的地面通常颜色暗沉,会吸收更多太阳光,土壤的水分流失也就更快。而落叶可以适度地反射阳光,保持地面潮湿,这都可能对森林土壤的温度升高和积雪消融的时间产生影响。

  研究小组在史密森尼学会环境研究中心位于马里兰州的森林实验区对蚯蚓的活动进行了监测。他们设立了凋落物厚度不同的几个分区,然后观察蚯蚓用多快的速度来分解这些凋落物。

  在有些地方,平均每平方米范围内的蚯蚓数量超过了350条。“这么多蚯蚓对森林生态系统的影响是巨大的,因为从春天到秋天,它们都在主动地消耗凋落物,将它融进土壤中,只有到年终的时候地面才裸露出来。”菲利说。

  相比之下,在没有蚯蚓的林区,地面上堆积着长年的凋落物形成的腐殖质和有机物,植物种子的萌发、水分的保存和渗透等都会受到影响。

  “最终,我们将对这些因素加以考察,以确定这些外来蚯蚓改变森林贮碳量的可能性,以及其对气候变化到底具有多大影响。”菲利说。

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