城市公園——土壤動物的“家園”|新知_風聞
中科院之声-中国科学院官方账号-04-16 19:40
認識腳下寂靜的土壤
1962年,美國科普作家蕾切爾·卡遜在著作《寂靜的春天》中描寫了一個美麗村莊因過度使用化學藥品和肥料而導致環境污染、生態破壞,最終迎來不堪重負的災難。這本書通過寓言故事指出人類用自己製造的毒藥來提高農業產量,無異於飲鴆止渴。
2015年,中國土壤科學家龔子同、陳鴻昭、張甘霖在著作《寂靜的土壤》中寫道土壤不僅僅是人類和地球上生命生存和可持續發展的物質基礎,土壤也是一種文化,是國家根脈的象徵,國家文脈和夢想的展現和反映。但是,整個人類社會對土壤的理解還很少,正如達芬奇所説,“我們對腳下土壤的瞭解還不及對浩瀚的天體瞭解得多”。
寂靜的土壤充滿活力
土壤是地球上生物多樣性最高的生境之一。譬如,一克土壤可能含有十億個細菌、長達200米的真菌菌絲和大量的其他生物。同時,土壤孕育了地球上數量最大的後生動物——線蟲。2019年,全世界的土壤生態學家一起努力,對土壤線蟲進行了第一次的“蟲口普查”,結果發現全球表層土壤線蟲加起來有4.4萬億億條,相當於當前人口數量(60億)的7.33×1011倍。同時這項研究還發現,全球表層土壤中線蟲的生物量約為0.3 Gt,生物量碳約0.03 Gt,佔地球人類總生物量的82%。

圖1 土壤線蟲(圖片來源:A-C,FAO, 2020; D, 《環球科學》https://www.cdstm.cn/gallery/hycx/qyzx/201812/t20181208_899301.html)
城市土壤線蟲的生物多樣性
近日,中國科學院城市環境研究所朱永官院士團隊在中國12個城市對4種主要土地利用類型(城市公園、居民區;城郊農田、森林)的土壤線蟲多樣性和羣落組成進行了調查研究。結果表明,城市化降低了土壤線蟲的生物多樣性 (圖2),城市居民區的土壤線蟲多樣性較城郊森林低30%,而且土壤線蟲特有的物種數量更少;隨着城市規模的擴大,城市居民區土壤線蟲同質化程度越高。本研究也發現,城市公園的土壤線蟲多樣性與城郊森林無異,可能扮演了“避難所”的角色。因此本研究強調,需要更加重視制定城市生物多樣性保護戰略,增加城市公園的數量,同時也需要制定保護城市周邊地區土壤生物多樣性的措施,特別是為城市人口提供食物的城郊農田。

圖2 城市土壤線蟲物種數量
保護土壤線蟲多樣性,保障城市土壤健康
土壤是地球上最大的生物多樣性儲庫之一,主導多種關鍵生態系統功能。土壤生物多樣性及其功能通過多種途徑影響人類健康。然而,城市背景下土壤生物多樣性與人類健康之間的聯繫,仍未得到充分探索與研究。朱永官院士團隊城市土壤生態研究組長期關注城市土壤動物多樣性,致力於從多種尺度探究城市系統中的土壤生物多樣性及其功能的研究(見:增強城市土壤生物多樣性調控以促進人類健康)。這次通過實證數據表明,城市土壤線蟲是尚未被充分研究的領域,其生物多樣性值得公共衞生、城市規劃、環境可持續性和生物多樣性管理等相關部門的進一步關注。同時,城市公園是土壤線蟲多樣性的“熱區”,涵養了線蟲多樣性和較多的特有物種,充分發揮城市公園在土壤生物多樣性保育中的作用,也將為基於自然的解決方案在城市生態系統中的應用提供一個嶄新的視角。

圖3 城市土壤線蟲保護(圖片來源:《國際環保在線》https://www.huanbao-world.com/uploads/allimg/20180716/1531705301521.jpg)
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來源:中國科學院城市環境研究所