全球分析显示土壤生态系统面临压力

通过统计分析来自世界各地的数据，科学家们已经确定，多种自然和人类压力因素正在降低土壤生态系统中生物多样性和土壤功能的水平。这些压力源的数量和具体组合是这种相互作用的决定性因素。这是由自由大学生物学教授马蒂亚斯·C·里利格(Matthias C. Rillig)领导的国际科学家团队得出的结论。

他们的研究结果现已发表在《自然气候变化》杂志上，题为“增加压力源的数量会减少全球土壤生态系统服务”。

为了生存，世界各地的土壤和陆地生态系统必须应对各种自然和人类压力。这些包括干旱、变暖和接触有害化学物质，包括微塑料。不仅是压力源的类型，而且对土壤中各种过程产生负面影响的压力源的数量(特别是由人类活动引起的压力源)。

“我们早期基于实验室的研究表明，全球变化因素数量的增加导致土壤过程的减少，如分解，土壤聚集和土壤呼吸，以及土壤生物多样性的减少，”该研究的主要作者兼研究小组负责人Rillig教授说，其中还包括西班牙生态学家Manuel Delgado-Baquerizo博士。

研究小组分析了两项关于土壤的全球标准化实地调查以及一系列已知影响土壤生态系统的自然和人为因素。

“我们的研究通过将十五个生态系统变量分为六种主要类型的生态系统服务来评估土壤生态系统：有机物分解，土壤生物多样性，病原体控制，植物生产力，水分调节和养分循环。出于研究的目的，我们将七个重要的环境变量定义为压力源。这些是根据它们在达到高水平时引起环境压力的可能性来选择的：干旱、温度、季节性、盐度、与中性pH的距离、重金属水平和人类影响。我们还考虑了土壤中农药和微塑料的含量，因为在一项全球实地调查中，有一部分地点的数据，“Rillig解释说。

为了调查压力源的数量作为研究中的参数，首先必须将全球实地调查的数据转换为反映因素数量的变量。为此，研究人员计算了超过给定阈值的环境压力源的数量。

当压力源的数量超过最大压力源水平的75%时，它们被认为已经超过了阈值。调查表明，超过一定阈值的因素数量增加会降低土壤支持生态系统服务的能力。

“越来越多的超过阈值的压力源可以解释土壤反应，迄今为止，不能仅仅归因于压力源的类型，”Rillig说。此外，研究结果表明，“人类必须通过减少对土壤过程和土壤生物多样性产生负面影响的因素数量来减少对生态系统的影响。

人类影响的结合共同影响土壤过程和土壤生态系统生物多样性。“如果这个问题的程度，即超过临界阈值的压力源的数量不减少，我们就有可能失去重要的生态系统服务，”里利格说。

与此同时，里利格指出，这项研究主要采取了观察方法。这意味着研究人员能够发现模式，但无法得出任何关于因果关系的直接结论。需要进一步的研究来解释压力源的数量与生态系统反应之间的联系。多种并发因素对其他类型的生态系统(例如水生系统)的影响也可以提供一个潜在的未来研究途径。

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