了解了土壤一些性質(zhì)之后，本期我們將向您介紹土壤的基本功能。
本期科普中，我們將繼續(xù)向您介紹有關(guān)土壤的相關(guān)知識(shí)，向您說(shuō)明，土壤在我們依賴農(nóng)業(yè)生產(chǎn)糧食的社會(huì)中發(fā)揮了重要作用。
1
土壤——生物存活的大本營(yíng)
如果你喜歡生命，你就會(huì)喜歡土壤。有許多小型、中型和大型生物生活在土壤中，包括哺乳動(dòng)物、鳥類、昆蟲和原生動(dòng)物。但土壤中最多樣化的存在是土壤中的微生物——細(xì)菌、真菌和古細(xì)菌。一茶匙肥沃的土壤可以包含10億個(gè)細(xì)菌。實(shí)際上，我們對(duì)土壤微生物的多樣性知之甚少，部分原因是它們是如此多樣化，但也因?yàn)槲覀儫o(wú)法在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)絕大多數(shù)這些生物。土壤微生物學(xué)家正在應(yīng)用先進(jìn)的分子技術(shù)來(lái)了解土壤微生物的多樣性和功能。這是一個(gè)令人興奮的探索領(lǐng)域，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)新的生物群落。
圖示為從土壤取樣中的叢枝菌。
叢枝菌根真菌是最關(guān)鍵的土壤生物之一，它們與根形成共生關(guān)系，幫助許多植物物種茁壯成長(zhǎng)。叢枝菌根真菌的孢子已被打開，使脂質(zhì)內(nèi)的物質(zhì)溢出（右下角的液體）。細(xì)胞壁的最外層裝飾得像一個(gè)高爾夫球。
2
土壤——儲(chǔ)水貯氧大倉(cāng)庫(kù)
土壤為地球上許多植物的提供養(yǎng)分和水。有18種元素被認(rèn)為是植物生長(zhǎng)所必需的，其中大部分是通過(guò)根部從土壤中吸收而獲得的。土壤通過(guò)幾種機(jī)制保留營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。大多數(shù)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以帶正電或負(fù)電的離子形式溶解在土壤水中；土壤顆粒也帶電，因此能夠保留這些離子。土壤還通過(guò)保留土壤水本身來(lái)保持養(yǎng)分。
可以說(shuō)，在土壤提供的所有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中，最重要的是其保水能力——如果沒有土壤，我們的土地就只能是巖石沙漠了。植物使用的水比人們想象的要多得多，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^(guò)蒸騰作用不斷地將水釋放到大氣中，這是光合作用過(guò)程中的一個(gè)組成部分。粉粒和粘粒是土壤中保留水分的主要礦物成分——這些小顆粒減緩了水的排放，并像海綿一樣，通過(guò)毛細(xì)管力保持水分。粘土提供了如此強(qiáng)大的力量，以至于植物無(wú)法將所有的水吸收，這使得粉粒成為土壤儲(chǔ)存植物可利用水的主要成分——它們能保持大量的水，但也能將水釋放給植物根部。
3
土壤——提供各種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)
土壤是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提供者之一。它們?yōu)橹参飪?chǔ)存并提供水。它們通過(guò)將水緩慢轉(zhuǎn)移到溪流和地下水中來(lái)防止洪水。它們過(guò)濾污染物。它們循環(huán)利用并回收養(yǎng)分和廢物——將它們轉(zhuǎn)化為生物可用的形式，儲(chǔ)存起來(lái)供以后使用，并防止它們滲入地下水和地表水中。土壤為大量的生命提供了棲息地。它們吸收和釋放重要的氣體，包括氧氣和溫室氣體，這種服務(wù)稱為氣體調(diào)節(jié)。由于土壤退化和流失，許多生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)正在喪失。保護(hù)、恢復(fù)和優(yōu)化土壤提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是21世紀(jì)人類面臨的巨大挑戰(zhàn)之一。
翻譯：蔣玉琳 北京林業(yè)大學(xué)
責(zé)編：張奚晨 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
聯(lián)系客服
