土壤健康是指土壤持续支持植物生产力和其他生态系统功能的能力,如养分循环、水过滤和气候调节。土壤健康包括土壤生物和非生物成分的相互作用,如有机碳含量和养分供应,以及土壤生物的多样性。尽管欧盟的政治议程对土壤健康及其如何提高植物生产力的关注度日益升高,但我们对不同环境梯度和土地利用类型下土壤健康与初级生产力之间是否存在联系仍然知之甚少。例如,在草地和森林等自然或半自然生态系统与耕地等管理型生态系统之间,土壤健康与生产力之间的关系可能会有所不同,而后者经常受到农业实践的影响。本文作者开展了一项跨越欧洲的野外采样,包括来自 27 个国家的 588 个地点,以调查林地、草地和耕地这三种主要土地利用类型的土壤健康与初级生产力之间的联系。结果发现,林地的平均土壤健康度(基于土壤特性、生物多样性和植物病害控制的综合指数)比草地高 31.4%,比耕地高 76.1%。在大陆尺度上,土壤健康与耕地和草地的生产力呈正相关,而气候最能解释林地的生产力。在微生物多样性指标中,作者观察到一些细菌类群(酸杆菌门(Acidobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria))的丰富度与初级生产力呈正相关。在微生物功能群中,作者发现耕地和草地的初级生产力与固氮菌和菌根真菌的丰富度呈正相关,而与植物病原体丰富度呈负相关。该文章研究结果表明,土壤生物多样性和土壤健康对于维持不同土地利用类型的初级生产力非常重要。图1 本研究使用的 588 个地点在欧洲大陆的地理分布。
图2 土壤健康与初级生产力的关系
图3 初级生产力主要预测因素(前十位)的相对重要性。
图4 结构方程模型描述的不同土地利用类型中气候、环境因素和土壤生物多样性对初级生产力的直接和间接影响。
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