科學(xué)家評估氣候變化對土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響
發(fā)布時間:2014年12月07日 文章出自:中國科學(xué)報
標(biāo)簽: 生命

在海拔高度1500米~2600米的高寒地區(qū),科學(xué)家們試圖通過監(jiān)測土壤中微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能的變化,揭示氣候變化對土壤生態(tài)環(huán)境的影響。
從2011年開始,西班牙奧爾德薩-佩迪杜山國家自然保護(hù)區(qū)(韋斯卡省比利牛斯山脈)里建立一個微生物觀測站。該觀測站由巴斯克農(nóng)業(yè)發(fā)展研究所設(shè)立,其目的是通過監(jiān)測微生物的特性,評估氣候變化對土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響。
科學(xué)家們監(jiān)測的區(qū)域海拔高度介于1500米至2600米之間,在不同海拔高度上有不同的氣候環(huán)境,這為研究不同高度如何影響土壤的活性及生存其中的微生物創(chuàng)造了條件。
初步的研究結(jié)果表明,土壤中微生物的特性高度依賴于小范圍內(nèi)土壤的理化特質(zhì)以及樣本被采集時的環(huán)境條件。
為了開展這項研究,科學(xué)家們使用了最先進(jìn)的分子生物學(xué)技術(shù)。具體來說,即現(xiàn)在正在進(jìn)行大規(guī)模的分子測序,在很短的時間內(nèi),大量的基因?qū)⒈粶y序和鑒定。
對地下生物圈的基因測定,是為了更好地了解不同海拔梯度中微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能。這項研究將進(jìn)一步揭示氣候變化對土壤中微生物群落及相關(guān)生態(tài)過程所產(chǎn)生的影響。
進(jìn)行監(jiān)測的高寒地區(qū)特別適宜建立觀測氣候變化的實驗站。首先,這是相對遠(yuǎn)離人類活動的地點(diǎn),這意味著,氣候變化所產(chǎn)生的效應(yīng)能夠排除地方因素的干擾。第二,相應(yīng)的,山上海拔高度的變化又在短距離里創(chuàng)造了分明的氣候條件。換言之,在不同的海拔梯度上,有不同的氣候環(huán)境。
微生物比植物或其他大型生物更能迅速地適應(yīng)環(huán)境變化,這意味著在檢測影響生態(tài)系統(tǒng)功能的環(huán)境壓力源時,它們是理想的生物指標(biāo)。記錄土壤中微生物因天氣因素而逐漸產(chǎn)生的變化非常重要,由此可以更加準(zhǔn)確地預(yù)測未來將會發(fā)生的情景。
需要強(qiáng)調(diào)的是,土壤是我們最為重要的資源,它是陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ),我們的食物中有95%直接或間接地產(chǎn)生于土壤之中。
微生物對土壤生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行是至關(guān)重要的。土壤往往被認(rèn)為是由礦物質(zhì)和化學(xué)物質(zhì)組合而成的無生命體,但實際上,土壤中含有無數(shù)的微生物。它們與土壤的許多功能直接相關(guān),因此它們對土壤的健康至關(guān)重要。這些功能包括植物和動物組織中營養(yǎng)物質(zhì)的分解與循環(huán)、固氮、保持土壤結(jié)構(gòu)和消除污染物。
可以預(yù)見的是,從長遠(yuǎn)來看,氣候變化將導(dǎo)致高山土壤中的生物向更高海拔遷徙,以尋求更佳的生物生存環(huán)境。但是,這樣的遷移也有限制,除了不斷遷向山頂,沒有其他遷徙或逃避的可能。
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