要唠生物多样性，土壤可就不困了啊
“落红不是无情物，化作春泥更护花。”不得不说，植物的格局，大了。
世间万物源于土，归于土。那么，你是否思考过，为什么植物、土壤动物能在上千年的历史长流中，周而复始地繁殖、生长、死亡？它们之间依靠的纽带是什么？
（图片来源：pixabay）
偷偷告诉你，正是土壤。
土壤并不是我们传统意义上所认为的是“死的”，它是由土壤本身和大量生物共同构成的活的有机整体。土壤生态系统中的生物和非生物作用形成了植物、土壤动物等周而复始的循环，而这一循环的实现，离不开土壤生物多样性。
我土？但是我很丰富
来猜猜看，如果捧起一克土，其中会有多少生物呢？
答案是：可能有一千种细菌和一百种无脊椎动物。如果按体型划分，它包含了细菌、真菌、放线菌和藻类等土壤微生物中的原生动物、线虫等土壤微型动物；蜗形动物、微节肢动物等中微动物。
土壤中蕴含着世界四分之一的生物多样性，是地球多样性最丰富的生境之一。说到这里，就不得不提一提什么是生物多样性了。
生物多样性是指生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的综合，包括动物、植物、微生物和它们所拥有的基因，以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统。
自然界中没有任何地方包含的物种像土壤群落中那样丰富，土壤生物与植物根系之间相互作用，促进了土壤食物网循环，维持着所有的生命。但，关于土壤生物多样性的研究却鲜为人知。答应我，未来也多留意留意土壤中丰富的小天地，好吗？
土壤中的大型动物（图片来源：pixabay）
我土？还不是他们太辛苦
那么，土壤生物资源究竟为什么会有这么高的多样性呢？这就得益于四方面：
第一，土壤的理化性质。土壤由固、液、气三相组成，固相是矿物质和有机物，液相是液态水，气相则是氧气、二氧化碳、甲烷、水汽等气体，它们共同为生物提供优质的生存环境，例如适宜的土壤含水量、温度、高效的有机物料、土壤酸碱度等。
第二，生物之间的资源利用。土壤生物之间存在着竞争、共生、互生等多种关系，对于土壤的营养资源存在不同的消费程度，因此形成了不同的生物群落，对于生态系统稳定起到了关键作用。
第三，土壤生物之间的相互作用。土壤食物网是一个动态的网络，组成食物网的各功能群通过上行效应、下行效应和营养级联效应对食物网的结构和功能进行调控。
（图片来源：联合国粮食及农业组织）
第四，土壤生物动态过程。气候和地形主要通过影响土壤湿度、温度而改变土壤的环境状况。温度过低，湿度过低，会导致土壤空气含量降低，氧气含量减少，因此，土壤动物会向着利于生存的环境进行迁移。
我土？但我对地球有帮助
正是因为有着如此丰富的土壤生物资源，才造就了生生不息的大自然。土壤生物多样性的动态储藏库，微生物、动物、植物之间的相互作用为人类提供了许多好处，那么土壤生物究竟做了什么？
研究表明，土壤生物在养分循环、调节土壤有机质活性、土壤碳封存和温室气体排放、改变土壤物理结构与水文状况、提高植物养分吸收的数量与效率，以及改善植物健康等方面发挥了重要作用。
（图片来源：pexels）
首先，生物形成了土壤结构。这种土壤结构并不是单一的颗粒肥料的结合，而是土壤动物通过活跃的运动、取食等作用，影响土壤中气体交换，有害物质的分解、转化，有机物质分泌、矿化和硝化速率等，从而改变土壤的团粒结构。
其次，植物在不同的土壤生境中，其根系分泌物作为营养为微生物的生长提供着各种底物和能源。典型表现在：一方面，互惠互利，与根瘤菌建立共生关系，改变植物生长的微环境，从而构建有益于农作物生长的有益土壤生物群落；另一方面，相互敌对，土壤中存在一些抗性微生物，它们产生的抗生素，能抑制病原微生物的繁殖，这样就预防了土壤中病原微生物对作物的危害。
另外，土壤生物与人类生活息息相关，在解决粮食安全、环境污染、气候变化等全球重大问题方面起着关键作用。例如，土壤动物中的捕食类群如蜘蛛和步甲等，对农业害虫的控制可以显著提高粮食产量；河流底泥的土壤生物与水体有害物质的分解转化、水体富营养化等方面都有着紧密联系；土壤中的微生物和动物可以通过自身呼吸和对土壤基质的利用，显著影响湿地、森林和农田中的温室气体排放。
土壤中的捕食者对控制农业害虫有重要作用
（图片来源：pixabay）
我土？我在土中做霸主
土壤动物作为土壤生态系统中体型最大的生物，是土壤生态系统中的绝对霸主，可以取食土壤中的植物残体和微生物。土壤动物作为土壤生态系统中的顶级捕食者，其主要特征和作用主要体现在以下几个方面：
一为种类组成。土壤动物结构简单、数量多、分布广、世代周期短且易于分离鉴定，在食物网中占据多个营养级，是土壤健康变化的良好指示生物。应用较多的类群包括线虫、螨类、跳虫和蚯蚓等，它们对土壤环境的变化敏感且不同类群对于环境变化的响应程度不同。
二为功能性状。土壤动物群落功能性状的组成和多样性会对土壤肥力、污染程度的变化做出响应，同时，基于功能性状的指数较基于物种多样性的指数能更精确地反映土壤的健康状况。
三为影响方式。土壤动物作为土壤生态系统中的顶级捕食者，既可以通过非捕食作用影响土壤结构和物理化学状况，也可以通过捕食作用改变土壤食物网中的其他生物组分的群落结构，影响微生物所调控的凋落物的分解、土壤物质循环等过程。
（图片来源：参考文献[5]）
如此珍贵的土壤生物，对于我们而言是天赐的礼物。当你下次踏入泥土地的时候，别忘了向脚下的小生物们，温柔地道声谢谢。毕竟，多亏了它们的辛勤工作，才让我们享有了这一方沃土。
参考链接：
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[5]孙新,李琪,姚海凤,刘满强,吴东辉,朱冬,朱永官.土壤动物与土壤健康[J/OL].土壤学报:1-13[2021-09-23].http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1119.P.20210323.1457.002.html.
[6]Henri M. André and Xavier Ducarme and Philippe Lebrun. Soil Biodiversity: Myth, Reality or Conning?[J]. Oikos, 2002, 96(1) : 3-24.
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作者单位：中国科学院东北地理与农业生态研究所
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