气候变化正在改变植物与土壤之间的相互作用
温度和降水模式的变化可能会从根本上改变土壤中的微生物群落。这进而会影响植物的生长,并可能影响农作物产量。
根据西班牙最近发表的一篇科学论文,气候变化对农业影响中,一个鲜少被提及却破坏性极大的方面,在于天气和降水模式的变化将如何影响植物-土壤反馈系统。
每克土壤中都含有数千种微生物,它们彼此之间以及与植物之间存在强烈的相互作用。然而,每种微生物都有其偏好的气候条件,而气候变化将使某些微生物受益,却会损害其他微生物。
随着气候日益炎热干燥,地中海盆地——全球绝大多数橄榄的产地——的植物和土壤无疑将受到影响。
另请参阅:气候变化新闻“在地中海生态系统中,正如其他地方一样,植物与土壤微生物之间的相互作用将受到气候变化的影响,”该论文首席研究员、西班牙干旱区实验站教授弗朗西斯科·普格奈尔向《橄榄油时报》表示。
这些环境变化将从根本上改变植物与土壤微生物的相互作用方式,并可能对作物产量产生负面影响。
“每克土壤中都存在数千种微生物,它们彼此之间以及与植物之间都存在强烈的相互作用,”普格奈尔说。“然而,每种微生物都有其偏好的气候条件,气候变化将使某些微生物受益,而使另一些微生物受损。”
“因此,这些相互作用将会发生变化,尽管我们目前掌握的信息尚不足以预测变化的方向,”他补充道。
当地气候的变化会改变从树木和灌木上落下的有机落叶层中的养分和矿物质含量。这反过来又会促进不同类型的土壤微生物的生长,并可能导致最适合该环境的微生物和真菌种类发生变化。
特定区域降水量的变化也会改变养分分解进入土壤的速度和数量,进而影响土壤微生物群落的构成。
随着土壤中真菌和微生物群落的改变,此前非本土的入侵物种便有了定居的机会。
总体而言,普格奈尔认为传统植被区的边界将开始向北迁移,并向更高海拔地区扩展。
“然而,气候变化将迫使树木和植物向北及山区寻求更有利的条件,土壤生物也会如此,但并非所有生物都会同时迁移,”他说,“它们将分道扬镳,从而改变物种间的平衡。”
这种植被带的变迁可能影响传统和有机橄榄园的产量,在这些地区,气候变化将影响土壤微生物,但植被覆盖层在很大程度上将保持不变。
不过,集约化橄榄种植园可能不受影响,因为这些种植园依赖化肥和灌溉来确保每年产量稳定。
“就橄榄树而言,我认为业界普遍认同,种植园若位于海拔更高或纬度更高的地区,生长状况会更好,”他说,“不过,在我所在的安达卢西亚——欧洲最干燥、最温暖的地区——低海拔地区的橄榄油产量却位居世界前列。”
普格奈尔补充道,超集约化农业所采用的方法正在加剧气候变化背景下植物-土壤反馈系统已面临的问题。
“集约化农业会导致土壤有机质含量低、微生物种类贫乏,并面临土壤流失和荒漠化的威胁,”他说,“从这个角度看,新的超集约化技术令人担忧。”
不过,橄榄种植者及其他农业从业者仍可采用某些耕作方式,以改善土壤健康,并减轻气候变化对植物-土壤反馈系统的影响。
“在其他作物上,我们已观察到添加有机质能增加土壤微生物多样性并提高产量,”普格奈尔表示。“因此,转向免耕和相关畜牧业等更可持续的耕作方式,不仅对橄榄油品质大有裨益,还能帮助缓解气候变化的影响。”
“通过增加土壤微生物群落的数量和多样性,环保型农业能够极大缓解气候变化对植物-土壤相互作用的负面影响,从而维持更可持续的农业模式,”他补充道
普格奈尔及其同事最初撰写了这篇科学论文,该论文综述了大量关于气候变化对植物-土壤反馈系统影响的既有研究,原计划提交给去年12月在马德里举行的联合国气候变化会议。
“我们的目标是提供关于气候变化、生物多样性丧失及生态系统变迁影响的最新科学证据,供科学家和政策制定者在COP25期间及会后参考,”他表示。“然而,会议结果令人失望,因为政策制定者未能就遏制二氧化碳排放达成任何实质性协议,而我们正在失去宝贵的时间,无法阻止那些日益明显且危害深重的变化。”