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小蚯蚓、大钻家:神奇的地下工作者

作者:土壤生态实验室 发稿时间:2023-07-06 访问次数:

2023622日,土壤生态实验室刘满强教授应生态环境部南京环境科学研究所和Eco-Environment & HealthEEH)期刊邀请,以“小蚯蚓、大钻家:神奇的地下工作者”为题,围绕生物多样性和农业健康发展,给广大听众带来了一堂别开生面的科普讲座,讲座在腾讯会议、哔哩哔哩及寇享平台同步直播,聆听人数达600余人,引起热烈讨论。本次报告由EEH期刊青年编委胡飞龙副研究员主持。

提到蚯蚓,想必大家耳熟能详,钓鱼喜欢用蚯蚓作为鱼饵,《流浪地球》中榴莲味蚯蚓干也引发热议,但是大家真的了解蚯蚓吗?蚯蚓为什么能生活在土壤中,它在土壤中如何行动、生活?蚯蚓吃什么,它的行为对如植物,对土壤有何影响?蚯蚓会生宝宝吗,一条蚯蚓被切成两段会变成两条吗?(图1

1. 认识蚯蚓的生活习性

为了满足听众对蚯蚓的好奇心、想象力和求知欲,刘满强老师以生物多样性和农业健康发展作为开篇,生动有趣地讲述了有关蚯蚓的故事,详细诠释了蚯蚓的生活习性、种类、分布、生态功能、作用机制、面临的风险和保护对策,对当前国内外蚯蚓的相关研究工作进行了全面的总结和展望(图2)。

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2. 蚯蚓的分布与功能

刘满强老师在讲座中指出,蚯蚓是世界上最古老的动物,其祖先诞生于6亿年前。我国明朝李时珍的《本草纲目》中就有记载,蚯蚓可入药,且有关蚯蚓的处方就有40多种。1881年,达尔文出版了蚯蚓促进土壤肥力和植物生长的专著,开创了蚯蚓功能研究,更是将蚯蚓称为“地球上最有价值的动物”。农业绿色发展离不开生物多样性,蚯蚓作为大型土壤生物之一,也是土壤可持续利用的关键生物种,被誉为勤劳的农夫。这不禁让我们对这种体型小巧而五脏俱全、功能强大的寡毛纲动物肃然起敬。

当然,蚯蚓的种类也十分多样,刘满强针对区域生物多样性特征,组织土壤生态实验室师生对江苏、安徽、江西、湖北、山东等地的蚯蚓进行野外调查和室内鉴定,带我们了解中国乃至世界范围内蚯蚓的种类、生态型及其分布情况(图3)。不禁让我们感慨,生命是自然的奇迹,在大自然的怀抱中,每一个生命都有自己独特的美丽!

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3. 蚯蚓的种类和结构特征

在这之后,通过对爱德华兹2004年出版的《蚯蚓生态学》一书的概括,以及结合近年来国内外已发表的蚯蚓文章,刘满强老师详细讲解了蚯蚓的生态功能,比如蚯蚓通过促进有机物分解、改善土壤物理结构等途径,发挥水土保持、养分循环、植物生长和调节气候等方面的功能(图4)。另外,蚯蚓也能给大家的生活带来极大的便利。例如利用蚯蚓处理庭院垃圾、蚓堆肥改良土壤、蚯蚓肠道修复土壤污染,可谓是古老又新兴的蚯蚓产业。这些让听众认识到蚯蚓功能的多面性,是了不起的“地下工作者”。但是,如果对蚯蚓认知不足、利用不当,也可能会引起土壤淋失、降低产量及危害健康等潜在问题。因此,刘满强老师用辩证的思维对蚯蚓进行客观总结,强调今后需要多维度、多尺度的认识蚯蚓,挖掘蚯蚓功能之间的协同和权衡关系,才能在农业生产实践中充分发挥蚯蚓的多种有益功能。

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4. 蚯蚓功能之间的协同和权衡

接着,刘满强再次从生命之网的新角度,联系植物根系、土壤环境、微生物、线虫等,讲述了蚯蚓是如何通过影响土壤理化和生物学过程共同提升土壤的多功能性(图5)。其中最精彩的当数刘满强老师用“司机和乘客假说”强调了蚯蚓作为生态工程师的关键种(司机)地位,讲述了蚯蚓与根系之间藕断丝连的密切关系;将蚯蚓比作是“移动的城堡”,其掘穴和排泄活动为其他生物创造了良好的生境,肠道独特的环境条件也是微生物的避难所;将蚯蚓比做“制作肥力的工匠”,能够通过肠道的直接和蚓粪及有机质的间接作用进行土壤污染修复。总体而言,蚯蚓既是消费者、分解者,又是调节者,与其他生物形成生命之网,其作用影响深远。同时,刘满强老师也提到:“蚯蚓虽然并非对所有健康的土壤都必不可少,但它们通常是健康土壤的指标。”今后需要我们更加全面的、系统地看待蚯蚓的作用机制。

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5. 蚯蚓作用机制:生命之网

当前蚯蚓正在面临一些自然和人为的威胁,作为生态系统重要的一员,食物链中的一环,面临各种生物的捕食是正常的,但是在利益的驱使下,电捕蚯蚓逐渐兴起,且屡禁不止,这种“绝户式”的捕杀方式严重威胁蚯蚓的生存,导致农田中已经越来越难觅儿时常见的土壤生物身影了。针对这个问题,刘满强老师明确指出这不利于农业绿色发展和生态环境保护,并通过列举英国30分钟蚯蚓调查、全球变化对蚯蚓的影响以及第三次全国土壤普查土壤生物调查,呼吁大家一起保护蚯蚓,提高生物多样性(图6)。近年来,国家相关部门也出台了一些野生蚯蚓保护政策,2023年的中央一号文件,也点名电捕蚯蚓现象,“严厉打击盗挖黑土、电捕蚯蚓等破坏土壤行为”。小小蚯蚓,首次出现在中央一号文件里,相信蚯蚓保护法的出台指日可待。“对蚯蚓的保护,其实涉及的是整个生态环境保护。”未来,在习总书记倡导共建地球生命共同体的大背景下,我们更应尊重自然、顺应自然、保护自然,基于自然恢复蚯蚓-人类福祉的共同体关系。

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6. 蚯蚓的保护:威胁和对策

最后,刘满强提出未来蚯蚓研究应该从现象到本质、从认识到利用,全面了解蚯蚓的多样性和多功能性,以蚯蚓调查、鉴定、保护和利用为契机,利用新思路和新技术让蚯蚓研究成为提升土壤健康的有力抓手。

刘满强老师兼具科学性和趣味性的讲课方式,让广大学子、生态爱好者、青少年和科技工作者在轻松愉快的氛围中全方位,深入地认识蚯蚓,意识到保护生物多样性和生态环境的重要性,从而自觉自发保护蚯蚓、善待蚯蚓。在第一个全国生态日即将到来之际,我们也相信蚯蚓这个“土壤小卫士,环境大功臣”能够发挥出巨大的作用和潜力!

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编辑:朱梦一

校正;吴迪

审核:徐莉