认识脚下寂静的土壤

1962年，美国科普作家蕾切尔·卡逊在著作《寂静的春天》中描写了一个美丽村庄因过度使用化学药品和肥料而导致环境污染、生态破坏，最终迎来不堪重负的灾难。这本书通过寓言故事指出人类用自己制造的毒药来提高农业产量，无异于饮鸩止渴。

2015年，中国土壤科学家龚子同、陈鸿昭、张甘霖在著作《寂静的土壤》中写道土壤不仅仅是人类和地球上生命生存和可持续发展的物质基础，土壤也是一种文化，是国家根脉的象征，国家文脉和梦想的展现和反映。但是，整个人类社会对土壤的理解还很少，正如达芬奇所说，“我们对脚下土壤的了解还不及对浩瀚的天体了解得多”。

寂静的土壤充满活力

土壤是地球上生物多样性最高的生境之一。譬如，一克土壤可能含有十亿个细菌、长达200米的真菌菌丝和大量的其他生物。同时，土壤孕育了地球上数量最大的后生动物——线虫。2019年，全世界的土壤生态学家一起努力，对土壤线虫进行了第一次的“虫口普查”，结果发现全球表层土壤线虫加起来有4.4万亿亿条，相当于当前人口数量（60亿）的7.33×1011倍。同时这项研究还发现，全球表层土壤中线虫的生物量约为0.3 Gt，生物量碳约0.03 Gt，占地球人类总生物量的82%。

图1 土壤线虫（图片来源：A-C，FAO, 2020; D, 《环球科学》https://www.cdstm.cn/gallery/hycx/qyzx/201812/t20181208_899301.html）

城市土壤线虫的生物多样性

近日，中国科学院城市环境研究所朱永官院士团队在中国12个城市对4种主要土地利用类型（城市公园、居民区；城郊农田、森林）的土壤线虫多样性和群落组成进行了调查研究。结果表明，城市化降低了土壤线虫的生物多样性 (图2)，城市居民区的土壤线虫多样性较城郊森林低30%，而且土壤线虫特有的物种数量更少；随着城市规模的扩大，城市居民区土壤线虫同质化程度越高。本研究也发现，城市公园的土壤线虫多样性与城郊森林无异，可能扮演了“避难所”的角色。因此本研究强调，需要更加重视制定城市生物多样性保护战略，增加城市公园的数量，同时也需要制定保护城市周边地区土壤生物多样性的措施，特别是为城市人口提供食物的城郊农田。

图2 城市土壤线虫物种数量

保护土壤线虫多样性，保障城市土壤健康

土壤是地球上最大的生物多样性储库之一，主导多种关键生态系统功能。土壤生物多样性及其功能通过多种途径影响人类健康。然而，城市背景下土壤生物多样性与人类健康之间的联系，仍未得到充分探索与研究。朱永官院士团队城市土壤生态研究组长期关注城市土壤动物多样性，致力于从多种尺度探究城市系统中的土壤生物多样性及其功能的研究（见：增强城市土壤生物多样性调控以促进人类健康）。这次通过实证数据表明，城市土壤线虫是尚未被充分研究的领域，其生物多样性值得公共卫生、城市规划、环境可持续性和生物多样性管理等相关部门的进一步关注。同时，城市公园是土壤线虫多样性的“热区”，涵养了线虫多样性和较多的特有物种，充分发挥城市公园在土壤生物多样性保育中的作用，也将为基于自然的解决方案在城市生态系统中的应用提供一个崭新的视角。

图3 城市土壤线虫保护（图片来源：《国际环保在线》https://www.huanbao-world.com/uploads/allimg/20180716/1531705301521.jpg）

4.van den Hoogen, J., Geisen, S., Routh, D., Ferris, H., Traunspurger, W., Wardle, D.A., de Goede, R.G.M., Adams, B.J., Ahmad, W., Andriuzzi, W.S., Bardgett, R.D., Bonkowski, M., Campos-Herrera, R., Cares, J.E., Caruso, T., de Brito Caixeta, L., Chen, X., Costa, S.R., Creamer, R., Mauro da Cunha Castro, J., Dam, M., Djigal, D., Escuer, M., Griffiths, B.S., Gutiérrez, C., Hohberg, K., Kalinkina, D., Kardol, P., Kergunteuil, A., Korthals, G., Krashevska, V., Kudrin, A.A., Li, Q., Liang, W., Magilton, M., Marais, M., Martín, J.A.R., Matveeva, E., Mayad, E.H., Mulder, C., Mullin, P., Neilson, R., Nguyen, T.A.D., Nielsen, U.N., Okada, H., Rius, J.E.P., Pan, K., Peneva, V., Pellissier, L., Carlos Pereira da Silva, J., Pitteloud, C., Powers, T.O., Powers, K., Quist, C.W., Rasmann, S., Moreno, S.S., Scheu, S., Setälä, H., Sushchuk, A., Tiunov, A. V., Trap, J., van der Putten, W., Vestergård, M., Villenave, C., Waeyenberge, L., Wall, D.H., Wilschut, R., Wright, D.G., Yang, J., Crowther, T.W., 2019. Soil nematode abundance and functional group composition at a global scale. Nature 572, 194–198. doi:10.1038/s41586-019-1418-6

来源：中国科学院城市环境研究所

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