全球分析表明土壤生态系统处于压力之下

导读 通过对来自世界各地的数据进行统计分析,科学家们确定多种自然和人为压力因素正在降低土壤生态系统中的生物多样性和土壤功能水平。这些压力

通过对来自世界各地的数据进行统计分析,科学家们确定多种自然和人为压力因素正在降低土壤生态系统中的生物多样性和土壤功能水平。这些压力源的数量和具体组合是这种相互作用的决定性因素。这是由自由大学生物学教授MatthiasC.Rillig领导的国际科学家团队得出的结论。

他们的研究结果现已发表在《自然气候变化》杂志上,标题为“增加压力源数量会减少全球土壤生态系统服务”。

为了生存,世界各地的土壤和陆地生态系统必须应对各种自然和人类压力因素。这些包括干旱、变暖和接触有害化学物质,包括微塑料。对土壤中的各种过程产生负面影响的不仅是压力源的类型,还有压力源的数量(特别是人类活动引起的压力源)。

“我们早期的实验室研究表明,越来越多的全球变化因素导致土壤过程减少,如分解、土壤聚集和土壤呼吸,以及土壤生物多样性的减少,”说该研究的主要作者兼研究团队负责人Rillig教授,该团队还包括西班牙生态学家ManuelDelgado-Baquerizo博士。

研究小组分析了两项全球标准化的土壤实地调查以及一系列已知影响土壤生态系统的自然和人为因素。

“我们的研究通过将15个生态系统变量分为六种主要的生态系统服务类型来评估土壤生态系统:有机物分解、土壤生物多样性、病原体控制、植物生产力、水分调节和养分循环。为了研究的目的,我们定义了七种重要的环境变量作为压力源。这些是根据它们达到高水平时引起环境压力的可能性来选择的:干旱、温度、季节性、盐度、与中性pH值的距离、重金属水平和人类影响。我们还采用了水平考虑到土壤中的杀虫剂和微塑料,因为在一项全球实地调查中,有一部分地点的这些数据可用,”Rillig解释说。

为了调查压力源的数量作为研究中的参数,来自全球实地调查的数据首先必须转换为反映因素数量的变量。为此,研究人员计算了超过给定阈值的环境压力因素的数量。

当这些超过最大压力源水平的75%时,压力源的数量被认为已超过阈值。调查表明,超过特定阈值的因素数量增加会降低土壤支持生态系统服务的能力。

“越来越多的超过阈值的压力源可以解释土壤反应,迄今为止,这些反应不能单独归因于压力源的类型,”Rillig说。此外,该研究的结果表明,“人类必须通过减少对土壤过程和土壤生物多样性产生负面影响的因素的数量来减少对生态系统的影响。”

人类影响的组合共同影响土壤过程和土壤生态系统生物多样性。“如果这个问题的严重程度,即超过临界阈值的压力因素的数量没有减少,我们就有可能失去重要的生态系统服务,”Rillig说。

与此同时,Rillig指出,该研究主要采用观察方法。这意味着研究人员能够发现模式,但无法就因果关系得出任何直接结论。需要更多的研究来解释压力源的数量与生态系统反应之间的联系。多个并发因素对其他类型生态系统(例如水生系统)的影响也可以提供潜在的未来研究途径。