פעילויותאנושיותמשנותמערכותאקולוגיות

במהלהך200שניםהאחרונות,פעילויותאנושיותשינואתהעולםבמידהרבה。שינוייאקליםמבוססימעשיאדםגורמיםלהתחממותכדורהארץ,ומלוויםבתקופותבצורתארוכותביותר(תקופותממושכותעםמעטגשם)באזוריםמסוימים。בהבעת,שדותהחקלאותוהמרעההשתנובאופןדרמטיבעשוריםהאחרונים。אוכלוסייתהעולםגדלהבאופןקבוע,והאנשיםהרביםצריכיםלאכול。לכן,כיוםמשתמשיםבכמויותגדולותשלדשניםבשדותחקלאיים,מהשמובילליבוליגידוליםבכמויותרבותיותר[1]。פעולותאלהאומנםעשויותלספקמספיקמזוןלמיליארדיבניאדם,אךבצידןחיסרוןמשמעותי:בדומהלבצורת,עודףבדשניםמשפיעלארקעלהצמחיםשנראיםמעללאדמה,אלאגםעלמערכתאקולוגית。

חשיבותהמערכתהאקולוגיתשלהאדמה

אדמותהןחלקחשובבמערכתהאקולוגיתהיבשתית。אףעלפישלעיתיםקרובותאיננומודעיםלהם,האדמותמלאותביצוריםחיים。ישנםמיקרואורגניזמים,כמולמשלחיידקיםופטריות,שהםכלכךזעיריםשאיאפשרלראותםבעיןבלתימזוינת。עלמהשחסרלהםמבחינתגוד,להםמפציםבכמויות:כפיתאחתשלאדמהמכילהכמהמיליונימיקרואוגניזמיםשלהאדמה。גםרביםמהיצוריםהמעטיותרגדולים,כמולמשלקרדיותוקפזנבאים,יכוליםלהיראותרקבאמצעותזכוכיתמגדלת。ביןחיותהאדמההגדולותביותרישנםסרטנאים,מרבירגלייםותולעיאדמה。כליצוריהאדמההמעטגדוליםיותרדומיםזהלזהבכךשאיןלהםשלדמרכזי,וזוהסיבהלכךשהםנקראיםחסריחוליות。היצוריםהאלהחייםיחדבאדמהומְתַקְשְׁרִיםבדרכיםשונות:חלקניזוניםזהמזה,בעודשאחריםפועליםיחד。

חסריהחוליותבאדמהמבצעיםמטלותשונותשהכרחיותלקיומנו。אחתמהחשובותביותרבקרבתפקודיהמערכתהאקולוגיתהאלההיאריקבון，דריףפללריצרים。אורגניזמיםבאדמהאחראיםעלפירוקשלחומרצמחימת。עליםיבשים,שורשיםמתיםוזרעיםהםמקורותהמזוןשלהם。הםמפרקיםאתהחומרהצמחיהמתלפיסותקטנותיותרויותר。התרכובותהזעירותהנותרות,בתורן,מהוותמקורמזוןמצויןלמיקרואורגניזמיםבאדמהכמוחיידקיםופטריות。בסופושלדבר,המקורותהאלהמומריםחזרהלצורהשצמחיםיכוליםלהשתמשבהעבורגדילתם,כלומרלפחמןדו——חמצניולחומרימזון。

כליצוריהאדמההאלה,כמומרביתצורותהחייםעלפניכדורהארץ,תלוייםבמיםעבורשתייהונשימה,אואפילוכאמצעיתעבורה。לכן,תקופותארוכותותכופותיותרשלבצורותמהוותבעיהעבוראורגניזמיםקטניםרבים。גרועמכך,מהקורהאםגורמיםמזיקיםאחריםמתרחשיםבאותוהזמן吗?שימושיתרבדשנים,למשל,יכוללהזיקלאורגניזמיםבאדמה,מאחרשהואמשנהאתערךהph。אורגניזמיםרביםבאדמהלאיכוליםלסבולתנאיאדמהחומציים。האםדשניםעלוליםלהוסיףגורםסטרס(עָקָה)נוסף,מהשמקשהעודיותרעלאורגניזמיםבאדמהלהתמודדעםתנאייובש吗?וכיצדבדיוקאנויכוליםללמודהאםבצורתודישוןמזיקיםלאורגניזמיםבאדמהומתערביםבתפקודיהם吗?

יצד?

במטרהלהביןאתההשפעותשלבצורתודישוןעלאורגניזמיםבאדמה,ערכנוניסוישדימהאתשניהגורמיםהשכיחיםהאלההמושפעיםמפעילותםשלבניהאדם[2]。בחרנושדהמרעהבמרכזגרמניה,ובומיקמנואזוריםקטניםשנקראיםחלקותניסוי,וטיפלנובהןבדרכיםשונות。ראיור1),רבענוסףטופלבאמצעותדשנים,ורבענוסףטופלבשילובביןבצורתלדשנים。הרבעהאחרוןלאטופלכלל,וזוהייתהחלקתהביקורתשלנו。חלקותביקורתהןחשובותמאחרשהןמאפשרותלנולהשוותביןהטיפוליםלביןהתנאיםהרגילים。

במטרהלהביןכיצדבצורתודישוןמשפיעיםעלאורגניזמיםבאדמה,התבוננועלחסריחוליותועלמיקרואורגניזמיםבאדמהבנפרד。בחנואתפעילותםשלחסריחוליותבאדמהבכלאחתמהחלקותשלנו。כדילעשותזאת,השתמשנובקשיפלסטיקדקיםעםכמהחוריםקטנים,שנקראים”רצועותמבחןהפיתיון”(诱饵板测试条)。כלחורמולאבתערובתשלפיתיון,שחסריחוליותבאדמהאוהביםלאכול。הכנסנוחלקמקשיהבדיקההאלהאלתוךהאדמהבחלקותהניסוישלנו(איור2）.כעבורשלושהשבועות,בחנואתכמותהפיתיוןשנאכלהעלידיחיותהאדמה。אקולוגיםשלאדמהמשתמשיםבשיטההזובמטרהלהעריךכמהחסריחוליותבאדמהאוכלים,שזואינדיקציהטובהמאודלפעילותםבאופןכללי。

במטרהלבחוןאתהמיקרואורגניזמיםשבאדמהמקרוביותר,לקחנוכמותאדמהקטנהמכלאחתמהחלקותשלנולמעבדה。קבענואתכמותהפעילותהמיקרוביתבדגימותהאלהעלידימדידתהנשימהשלהמיקרואורגניזמים。ממשכמובניאדם,מיקרואורגניזמיםבאדמהנושמיםחמצן(O₂)ונושפיםפחמןדו——חמצני(有限公司₂),ולכןככלשהתרחשהיותרנשימהבדגימה,כךהמיקרואורגניזמיםהיופעיליםיותר。כדילמדודנשימהמיקרובית,השתמשנובמכשירעםחיישןמיוחדשיכוללמדודאתכמותהחמצןשמיקרואורגניזמיםהשתמשובולצורכינשימה,ונתוניםאלההועברולמחשבלצורךאחסוןועיבוד。באמצעותידיעתפעילותםשלהמיקרואורגניזמיםהאלהבאדמה,יכולנולחשבאתהבִּיוֹמָסָהשלהם,שהיאמדדלכמותשלכלהמיקרואורגניזמיםשחייםבכמותאדמהמוגדרת,כמולמשלבכפיתאחתשלאדמה。

בצורתודישוןיכוליםלהשפיעעלחסריחוליותבאדמה

השתמשנובמבחניםסטטיסטייםעלהנתוניםשלנו,במטרהלמצואכיצדקהילותחסריהחוליותוהמיקרוביםבאדמההגיבולבצורתולדישון。מצאנושגםבצורתוגםדישוןהתערבובאופןחמוּרבפעילותשלחסריחוליותבאדמה。אףעלפישהגורמיםהללוהראוהשלכותשליליותבפניעצמם,שילובםלאהפחיתיותראתפעילותםשלחסריהחוליות(איור3）.。בצורתלאפגעהבהם,ודישוןנוסףאפילוהגדילאתהביומסהשלהם(איור3 b）.

מדועבצורתודישוןפגעובחסריחוליותיותרמאשרבמיקרואורגניזמים吗?שתיהקבוצותתלויותמאודבלחותשלהאדמה,וקשהלהןלהתמודדעםבצורות。ביןהשאר,המזוןשלהןנעשהכלכךיבששקשהלהןלעכלאותו[3.]。כדילהימנעמתנאיםשלבצורת,חסריחוליותצריכיםלהתקדםעמוקיותר,לשכבותלחותיותרבאדמהשלאהגענואליהןבמבדקיםשלנו。דדיגםם?הסיבההיאשדישוןמוביללחומציותמוגברתשלהאדמה,כלומרערךהphיורדמתחתל-。5תולעי אדמה והרבה חסרי חוליות אחרים באדמה לא אוהבים לחיות בתנאי pH נמוכים, דבר היכול לפגוע בעורם העדין. ללימון, לדוגמה, יש ערך pH של .2 האם אי פעם היה לכם חתך באצבע ונגעתם במיץ לימון? לא הכי נעים.

טיפולהבצורתלאפגעבמיקרואורגניזמיםבאדמה。זההפתיעאותנו,מאחרשהטיפולשלנוהפחיתבחציאתכמותהגשם,מהשהוביללאדמהיבשהבמיוחד。אךאנוחושביםשייתכןשחיידקיםופטריותשחייםבאופןנורמליבשכבותהעליונותשלהאדמהחשופיםכלהזמןלמחזוריטמפרטורהולחותשלעונותהשנה。מסיבהזו,הםצריכיםלהיותמסוגליםלשרודאפילובעונותהיבשותביותר[4]。דרךאחתשבההםעושיםזאתהיאבאמצעותבנייתקליפתהגנהסוכריתסביבם,שמונעתמפניהשטחשלהםלהתייבש。לחלופין,הםיכוליםליצורצורהעמידהמאודשמאפשרתלהםלשרוד,שנקראתנֶבֶג。נבגיםנמצאיםבמצברדוםויכוליםלחיותבתנאיחוםובצורתקיצונייםלמשךעדאלףשנים。אנומאמיניםשזוהסיבהלכךשתנאיהבצורתבניסוישלנובקושיפגעובמיקרואורגניזמיםבאדמה。אולםייתכןגםשהניסוישלנוהיהקצרמדיכדילראותאתההשפעותהשליליותשלהבצורת。

דישון,מצדאחר,היהאפילומועילעבורהמיקרואורגניזמים。הסיבהלכךהיאשחומריהמזוןהנוספיםמהדשןעודדומאודאתגדילתהצמח。לארקשהצמחיםהגיבועלידיגידולשורשיםארוכיםיותר,פרחיםגדוליםיותרוהרבהיותרעלים,הםגםשחררויותרמשאביםאלתוךהאדמהדרךשורשיהם,והמיקרואורגניזמיםיכלולאכולאתמקורותהמזוןהנוספיםהאלה。

שמחנולגלותשבצורתודישוןלאמחזקיםאתההשפעותזהשלזה,מהשאומרכישניהגורמיםיחדלאנראיםמזיקיםיותרמכלאחדמהםבפניעצמו。זהעשויללמדשלמערכותהאקולוגיותישמנגנוניהתמודדותמצויניםכנגדמתקפותסביבתיותמזיקות。אולםבמחקרהזה,מדדנורקאתהפעילותשלאורגניזמיםבאדמהאחרישנהאחת。אנוצריכיםלבחוןאתהאדמהלאחרשניםרבותשלבצורתודישון,כדילראותאםהתוצאותנותרותאותוהדבר。

?

לסיכום,נראהשחסריחוליותבאדמהפחותמותאמיםלשינוייםעתידייםבסביבהביחסלמיקרואורגניזמים。?לירידהבפעילותשלחיותאדמהישכמההשלכותעלמערכותאקולוגיות,ולכןגםעלבניאדם。כפישכברלמדנו,כלהאורגניזמיםבאדמההכרחייםלשמירהעלהתרחשותתהליךהריקבון。תהליךהריקבוןמתחלקלמספרשלבים,שהםהכרחייםזהלזה。בעודשחסריחוליותאחראיםבעיקרעלפירוקפיסותגדולותיחסיתשלחיותוצמחים,מיקרואורגניזמיםמעכליםפיסותקטנותיותרבשלבהבא,ומשחרריםמגווןחומרימזון。יחד,האורגניזמיםבאדמהיוצריםחברתהזנהגדולה,שבהלכלמיןישאתהמיקוםהמיוחדשלו,וכולםממלאיםאתהמטלותהמסוימותשלהם。אולם,אםחוליהאחתבשרשרתהזוחסרה,כלהמערכתככלהנראהתצאמאיזון[5]。משמעותהדברעשויהלהיותשאדמותעלולותלאבדאתפוריותןבטווחהארוך。התוצאהתהיהשלארקדשא,אלאגםחיטהותירסלאיגדלובשדותינובאותוהשפע,ובסופושלדבריהיולנוקשייםבהזנתבניהאדםשבכדורהארץ。,אלכןנותלוייםברווחהשלכלהיצוריםבאדמה,וצריכיםלזכוראתחשיבותםכשאנומקבליםהחלטותעתידיותשיכולותלהשפיעעלאדמתנו。

מילוןמונחים

(生态系统)：↑קהילהשלצמחים,חיידקים,חיותופטריותבמיקוםמסוים,נוסףעלהרכיביםהלאחייםשנמצאיםבאותההסביבה。

(无脊椎动物)：↑חיותחסרותעמודשדרה,כמולמשלמרבירגליים,סרטנים,רכיכותותולעיאדמה。

(生态系统功能)：↑。

ריקבון(分解)：↑אחריהמוות,אורגניזמיםחייםמפורקיםלפיסותקטנותיותרויותר。תהליךזהמשחררחומרימזון,שבתורםנדרשיםלגדילהשלצמחים。

ערךpH值(pH值)：↑סקאלהבין0ל14למדידתחומציותאובסיסיותשלתמיסה。。ערך7הואניטרליוערךגבוהיותרמעידעלכךשהתמיסהבסיסית。

ביומסה(生物质)：↑מדדלכמותשלכלהמיקרוביםשחייםבכמותאדמהמוגדרת。

ינטרסים

המחבריםמצהיריםכיהמחקרנערךבהעדרכלקשרמסחריאופיננסישיכוללהתפרשכניגודאינטרסיםפוטנציאלי。

תודות

אנורוציםלהודותלתחנתהמחקרהניסויית坏Lauchstadtעלסיועםבתחזוקתאתרהניסוי,ול-Kavtea,汤姆Kunneו-Pruschitzki Ulrichעלתמיכתםבמעבדהובעבודתהשטח。אנומודיםלתיאוםשלניסוירשתהבצורתהבינלאומיתעבורסיפוקפרוטוקוליםותמיכה,וכןל苏珊Debadעלהעזרהבעריכה。

---

מאמרהמקור

↑Siebert, J.， Sünnemann, M.， Auge, H.， Berger, S.， Cesarz, S.， Ciobanu, M.等。2019。干旱和养分添加对土壤生物的影响在不同的分类群中有所不同，但在不同的季节中是不变的。科学。代表。9:639。doi: 10.1038 / s41598 - 018 - 36777 - 3

---

מקורות

［1］↑加洛韦，J. N.，汤森德，A. R.，埃里斯曼，J. W.，贝昆达，M.，蔡，Z.，弗雷尼，J. R.等。2008。氮循环的转变:最近的趋势，问题，和潜在的解决方案。科学320:889 - 92。doi: 10.1126 / science.1136674

[2]↑Siebert, J.， Sünnemann, M.， Auge, H.， Berger, S.， Cesarz, S.， Ciobanu, M.等。2019。干旱和养分添加对土壤生物的影响在不同的分类群中有所不同，但在不同的季节中是不变的。科学。代表。9:639。doi: 10.1038 / s41598 - 018 - 36777 - 3

[3]↑塔库尔，M. P.， Reich, P. B.， Hobbie, S. E.， Stefanski, A.， Rich, R.， Rice, K. E，等。2018。土壤腐食动物在温暖干燥条件下的取食活性降低。Nat,爬。改变8:75-8。doi: 10.1038 / s41558 - 017 - 0032 - 6

[4]↑Tonkin, J. D.， Bogan, M. T.， Bonada, N.， Rios-Touma, B.和Lytle, D.。季节性和可预测性决定了物种的时间多样性。生态98:1201-16。doi: 10.1002 / ecy.1761

[5]↑辛普森，J. E.，斯莱德，E.，里乌塔，T.和泰勒，M. 2012。低温带破碎性落叶林地土壤动物摄食活动的影响因素。《公共科学图书馆•综合》7: e29616。doi: 10.1371 / journal.pone.0029616