苔蘚:支撐地球生態健康的不起眼的支柱
雖然許多人認為花園裡的苔蘚生長是一種困擾,但他們可能不知道,這種所有植被的古老祖先對我們的綠地有許多好處,包括它在防止土壤侵蝕方面的重要作用。現在,新南威爾士大學悉尼分校領導的一項全面的全球研究發現,苔蘚不僅對我們的花園有利,而且對我們星球的整體健康也有重要貢獻,特別是當它們生長在表土上時。
苔蘚為全世界生態系統中的植物生長奠定了基礎,並且通過其大量的碳捕獲能力,有可能在緩解氣候變化方面發揮關鍵作用。
在今天發表在《自然-地球科學》雜誌上的一項研究中,主要作者大衛-埃爾德里奇博士和來自國際研究機構的50多位同事描述了他們如何從全球超過123個生態系統中收集生長在土壤上的苔蘚樣本,範圍從茂盛的熱帶雨林,到貧瘠的極地景觀,再到干旱的沙漠,如澳大利亞的沙漠。研究人員發現,在所調查的環境中,苔蘚覆蓋了驚人的940萬平方公里,其面積大約相當於加拿大或中國。
新南威爾士大學生物、地球和環境科學學院的埃爾德里奇博士說:”我們最初對沒有受到太多干擾的本地植被的自然系統與公園和花園等人為系統有什麼不同感興趣。因此,在這項研究中,我們想了解更多關於苔蘚的細節,以及它們在為環境提供基本服務方面的實際作用。我們研究了在以苔蘚為主的土壤中發生了什麼,以及在沒有苔蘚的土壤中發生了什麼。我們驚奇地發現,苔蘚正在做所有這些神奇的事情。”
事實證明,苔蘚是植物生態系統的命脈,植物實際上從有苔蘚這個鄰居中受益。研究人員評估了苔蘚為土壤和其他植物提供益處的24種方式。在有苔蘚存在的土壤斑塊中,有更多的營養循環,有機物的分解,甚至控制對其他植物和人有害的病原體。
除此之外,苔蘚可能有助於重新吸收二氧化碳。他們估計,與沒有苔蘚的裸露土壤相比,這種古老的植物前體正在支持從大氣中儲存64.3億噸(或64.3億噸)的碳。這些碳捕獲水平與土地清理和過度放牧等農業行為的碳釋放水平相似。
埃爾德里奇博士說:”因此,我們得到了所有來自土地利用變化的全球排放,如放牧、清除植被和與農業有關的活動–我們認為苔蘚吸走的二氧化碳是六倍,所以這不是一比一,而是六倍。”
研究人員說,土壤苔蘚的積極生態功能也可能與它們對地表微氣候的影響有關,例如通過影響土壤溫度和濕度。
苔蘚究竟是什麼?
苔蘚與維管束植物不同。它們有根和葉,但它們的根是不同的,有類似根的生長物,稱為根莖,將它們固定在土壤表面。
“苔蘚沒有普通植物的管道,這被稱為木質部和韌皮部,水通過這些管道流動。但是苔蘚通過從大氣中吸收水分而生存。有些苔蘚,如澳大利亞乾燥地區的苔蘚,在乾燥時就會捲曲,但它們不會死,我們曾在100年後將苔蘚從包裝中取出,向它們噴水並看著它們復活。它們的細胞不會像普通植物那樣瓦解。”埃爾德里奇博士說,如果沒有苔蘚,我們的生態系統就會有大麻煩。他感到驚訝的是,人們常常把苔蘚看作是城市環境中的一個問題,而實際上它在自然界中發揮著重要的作用。
“人們認為,如果苔蘚生長在土壤上意味著土壤是不育的,或者有什麼問題。但實際上,它正在做偉大的事情,你知道,在土壤的化學方面,如增加更多的碳和氮,以及在發生干擾時成為主要的穩定劑。”當通過土地清理或自然干擾失去苔蘚時,這就失去了將土壤固定在一起的能力,導致水土流失。這意味著土壤將失去養分,失去微生物的棲息地,整個系統變得不穩定。
苔蘚甚至可以在受干擾的生態系統中起到救援作用。埃爾德里奇博士指出,在20世紀80年代初聖海倫火山毀滅性的爆發之後,對聖海倫火山周圍地區進行了研究。大多數植物和動物都在噴發點附近被剝落,但追踪生命如何回到山上的研究人員注意到,苔蘚是第一批重新出現的生命形式之一。最先回來的是藍細菌,藍綠藻類,因為它們非常原始,然後苔蘚回來了。
研究表明,在有苔蘚的地方,土壤健康水平更高,如更多的碳和更多的氮。因此,它們正在幫助土壤為樹木、灌木和草的回歸做準備,而這些植物最終會在這個過程中被淘汰。因此,他們是第一批進入那裡並修復東西的人,然後第一個離開。
未來的研究旨在研究城市苔蘚是否能像生長在自然區域的苔蘚一樣有效地創造健康的土壤。
埃爾德里奇博士說:”我們渴望制定戰略,將苔蘚重新引入退化的土壤,以加快再生過程。苔蘚很可能為啟動嚴重退化的城市和自然區土壤的恢復提供了完美的載體”。