“土壤健康在保障糧食安全和維持陸地生態(tài)系統(tǒng)功能方面有著舉足輕重的作用,是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展之本。而土壤生物是維持土壤健康和活力的關(guān)鍵，但我們對(duì)它們的認(rèn)識(shí)和保護(hù)都還很不足，不利于土壤健康的維持和提升。”在以“黑土地保護(hù)與利用”為主題的香山科學(xué)會(huì)議上，來自中國農(nóng)科院的研究員范分良在接受科普時(shí)報(bào)記者采訪時(shí)呼吁，“為了保護(hù)黑土地的健康，就必須要保護(hù)土壤生物”。
關(guān)于土壤中的生物，范分良如數(shù)家珍：“土壤生物種類繁多，除了大家熟知的蚯蚓，還有節(jié)肢動(dòng)物、線蟲、原生動(dòng)物、細(xì)菌、真菌、古菌和病毒等。一個(gè)指甲蓋大小的土壤中約含有1—10億個(gè)微生物。”在他看來，土壤里有一個(gè)我們看不到的隱秘世界。
土壤動(dòng)物的種類繁多、數(shù)量龐大，在生態(tài)學(xué)研究中常根據(jù)體寬將土壤動(dòng)物劃分為小型土壤動(dòng)物，如原生動(dòng)物和線蟲;中型土壤動(dòng)物，如跳蟲和螨類;大型土壤動(dòng)物，如蚯蚓和白蟻，其中蚯蚓是少數(shù)幾種對(duì)土壤結(jié)構(gòu)和土壤肥力產(chǎn)生重要影響的大型土壤動(dòng)物之一，被稱為“生態(tài)系統(tǒng)工程師”;巨型土壤動(dòng)物，如鼴鼠等。
“不同的土壤生物類群相互作用，形成了復(fù)雜的營養(yǎng)級(jí)和食物網(wǎng)。”范分良告訴記者，蚯蚓和節(jié)肢動(dòng)物可以取食線蟲，食細(xì)菌線蟲可取食細(xì)菌，食真菌線蟲取食真菌，而病毒又可寄生細(xì)菌、真菌和古菌，細(xì)菌和真菌則主要以土壤有機(jī)質(zhì)為食物，部分細(xì)菌還可以吸收土壤中無機(jī)養(yǎng)分，并固定空氣中的二氧化碳。
“我們研究土壤生物，是因?yàn)樗鼈冊(cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。”范分良從三個(gè)方面解釋了土壤生物的重要性。
首先，維持生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)。土壤生物不僅能分解枯枝落葉和動(dòng)物尸體，還可以調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分循環(huán)，并釋放或吸收溫室氣體，在固碳減排中發(fā)揮重要作用。
其次，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)健康。土壤生物可以作為有益菌合成抗生素保護(hù)人和動(dòng)植物;清除農(nóng)藥、抗生素和其他工業(yè)有機(jī)污染物，維持生態(tài)系統(tǒng)健康;通過纏繞、覆蓋或分泌化學(xué)物質(zhì)改變土壤物理性狀，減少土壤侵蝕。同時(shí)，還有維持植物多樣性、指示和預(yù)警生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的作用。
最后，兼具食用和藥用價(jià)值。木耳、松茸等食用菌是美味佳肴;靈芝、蟲草、天麻是微生物寄生昆蟲或植物形成的共生體，是名貴中藥材;還有許多微生物，如放線菌可用來開發(fā)新型藥物、農(nóng)藥，保護(hù)人體或作物健康。
然而，土壤生物的生命活動(dòng)高度依賴于其所處的環(huán)境。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類生產(chǎn)和生活所產(chǎn)生的大量污染物，如重金屬、有機(jī)污染物和抗生素等被大量排放進(jìn)入土壤中，超過了土壤自身的消納能力，影響到了土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，嚴(yán)重威脅到土壤的健康和安全。與此同時(shí)，也會(huì)直接導(dǎo)致土壤動(dòng)物群落的變化，如物種組成、群落結(jié)構(gòu)和個(gè)體數(shù)量等，甚至影響土壤中的生物多樣性。
“和土壤一樣，土壤生物也亟須得到保護(hù)。但土壤生物多樣性保護(hù)，存在多方面困難。”范分良坦言，一方面，因?yàn)榭茖W(xué)家對(duì)土壤微生物的研究還不夠深入，盡管微生物的發(fā)現(xiàn)可追溯到300多年前虎克發(fā)明顯微鏡，但對(duì)土壤微生物比較全面的認(rèn)識(shí)，直到21世紀(jì)高通量測(cè)序技術(shù)應(yīng)用在微生物學(xué)研究之后才開始，多數(shù)土壤微生物的功能及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制尚不明確。另一方面，政府和公眾對(duì)土壤微生物重要性的認(rèn)識(shí)不足，沒有引起普遍重視，國家投入的研究經(jīng)費(fèi)不足。尤為重要的是，土壤微生物數(shù)量大、種類多，單項(xiàng)保護(hù)措施難以兼顧保護(hù)不同生物的保護(hù)目標(biāo)。
“土壤生物構(gòu)成了地球上最多樣化和最豐富的生物集群，它們幾乎參與了所有重要的土壤生態(tài)過程。”范分良建議，“黑土地是‘大熊貓’，那么土壤生物則是‘大熊貓’身體的一部分，值得更多關(guān)注。”
