科學(xué)家評(píng)估氣候變化對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響

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在海拔高度1500米~2600米的高寒地區(qū)，科學(xué)家們?cè)噲D通過(guò)監(jiān)測(cè)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(duì)土壤生態(tài)環(huán)境的影響。

從2011年開(kāi)始，西班牙奧爾德薩-佩迪杜山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)（韋斯卡省比利牛斯山脈）里建立一個(gè)微生物觀測(cè)站。該觀測(cè)站由巴斯克農(nóng)業(yè)發(fā)展研究所設(shè)立，其目的是通過(guò)監(jiān)測(cè)微生物的特性，評(píng)估氣候變化對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響。

科學(xué)家們監(jiān)測(cè)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(shí)的環(huán)境條件。

為了開(kāi)展這項(xiàng)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(lái)說(shuō)，即現(xiàn)在正在進(jìn)行大規(guī)模的分子測(cè)序,在很短的時(shí)間內(nèi)，大量的基因?qū)⒈粶y(cè)序和鑒定。

對(duì)地下生物圈的基因測(cè)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(xiàng)研究將進(jìn)一步揭示氣候變化對(duì)土壤中微生物群落及相關(guān)生態(tài)過(guò)程所產(chǎn)生的影響。

進(jìn)行監(jiān)測(cè)的高寒地區(qū)特別適宜建立觀測(cè)氣候變化的實(shí)驗(yàn)站。首先，這是相對(duì)遠(yuǎn)離人類活動(dòng)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(cè)影響生態(tài)系統(tǒng)功能的環(huán)境壓力源時(shí)，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(cè)未來(lái)將會(huì)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(duì)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(wú)生命體，但實(shí)際上，土壤中含有無(wú)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(duì)土壤的健康至關(guān)重要。這些功能包括植物和動(dòng)物組織中營(yíng)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(jiàn)的是，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)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(méi)有其他遷徙或逃避的可能。