微型植物對於維持不斷減少的水供應至關重要
返回來稿:植提網-紫鑫生物        2020/9/9        浏览次数:566


新南威爾士大學科學家領導的一項全球薈萃分析顯示,覆蓋沙漠土壤的微小生物體(所謂的生物外殼)對於支持世界上不斷減少的水供應至關重要。

生物結皮種類繁多,包括苔蘚,地衣,藍細菌以及生活在旱地土壤表面的微觀生物,例如細菌和真菌。總的來說,旱地是世界上最大的生物羣落。

“最重要的是生物結皮,因爲它們可以固定大量的氮和碳,穩定表層土壤,併爲土壤生物提供了家園,”主要作者,新南威爾士大學科學學院的戴維•埃爾德里奇教授說。

“但是,我們對生物結皮如何影響全球乾旱地區的水文循環仍然知之甚少。考慮生物結皮及其水文影響可以使我們更準確地瞭解氣候變化對旱地生態系統的影響,並提高我們處理這些影響的能力,”埃爾德里奇教授說。

探索100多篇科学论文

在這項研究中,研究小組收集並分析了全球最大的生物結殼對水流動,蓄水和侵蝕影響的證據數據庫,重點是旱地。

埃爾德里奇教授說:“我們的重點是旱地土壤,因爲生物結皮通常是這些土壤的主要表面覆蓋物,特別是在乾旱時期。”

在過去的十年中,有關生物結殼的出版物數量激增,促使該小組嚴格評估集水和蓄水與旱地景觀穩定性之間的聯繫。

來自UNSW Science的合著者Samantha Travers博士幫助檢索和分析了過去30年來發表的100多篇科學論文中的數據。

特拉弗斯博士說:“有關生物結殼對水文學的影響的全球文獻經常發生衝突,使我們無法就如何管理它們來管理水提出廣泛的建議。”

重要的是,研究人員表明,在全球範圍內,土壤表面存在生物結皮平均可減少68%的水蝕。

特拉弗斯博士說:“地殼中的藍細菌分泌有機凝膠和多糖,這些有機凝膠和多糖有助於將小的土壤顆粒結合到穩定的表面中。地殼中的苔蘚還將水和沉積物截留在土壤表面,從而阻止了土壤顆粒的去除。”

儘管生物結殼減少了水向土壤中的滲透,但它們往往會增加最上層的儲水量。

埃爾德里奇教授說:“上層是發現大部分營養物質和微生物的地方,它是植物生產和在旱地土壤中穩定的關鍵區域。”

“上層中更多的水意味着更高的生產率和穩定性。”

埃爾德里奇教授說,我們現在對生物結皮如何影響乾旱地區的水關係有了更好的瞭解。

他說:“但是,影響取決於諸如地殼的類型以及它是否完整或受到干擾等因素。”

三十年的生物结皮研究

Eldridge教授及其團隊研究生物結殼在澳大利亞土壤中的作用已有30多年了。

該團隊的研究重點是乾旱地區,因爲它們佔據了地球近一半的陸地表面,併爲全球近40%的人口提供了支持。

埃爾德里奇教授說:“乾旱地區的許多人賴以牧養爲生,因此在這些缺水的環境中,取水和用水至關重要。”

“任何改變乾旱地區水文平衡的因素都有可能影響數百萬人,因此這些微小的地表羣落的重要性。”

他說,乾旱地區可持續管理的主要問題是牲畜過度放牧。

他說:“綿羊和牛的踐踏破壞了地殼,破壞了土壤表面的穩定性,並導致水蝕加劇。這種效應得到了我們全球分析的支持。”

“如果要防止生物結皮的流失,防止牲畜過度放牧至關重要,但是直到最近,影響的程度還不得而知。這項工作的結果將被納入全球水平衡和土壤流失模型中,以便管理者各國政府對失去生物結皮對全球日益減少的水供應的影響有了更好的瞭解。”埃爾德里奇教授說。

這項研究今天在《全球變化生物學》上發表,是悉尼新南威爾士大學與美國,西班牙,德國,墨西哥和中國的科學家之間的共同努力。

這項工作是一項更大的全球研究的一部分,該研究得到了約翰•韋斯利•鮑威爾分析與綜合中心的支持,以預測氣候變化對生物結殼羣落的影響。

該研究小組目前正在研究全球土地利用變化如何影響生物外殼,並在我們朝着更乾燥和乾燥的世界發展最佳管理方法來恢復生物外殼。