Giải mã những đóng góp sinh học đến độ ổn định của đất trong các khu vực cây bụi bán khô hạn
Tóm tắt
Các cộng đồng thực vật, vỏ đất sinh học (BSCs) và nấm mycorrhiza arbuscular (AM) được biết đến là có ảnh hưởng đến độ ổn định của đất một cách riêng lẻ, nhưng những đóng góp tương đối, các tương tác và ảnh hưởng kết hợp của chúng chưa được hiểu rõ, đặc biệt là trong các hệ sinh thái khô hạn và bán khô hạn. Trong một nghiên cứu trên quy mô cảnh quan, chúng tôi đã thu thập dữ liệu về cộng đồng thực vật, BSC và nấm AM tại 216 địa điểm dọc theo gradient độ ổn định của đất ở phía nam Utah, Hoa Kỳ. Chúng tôi đã sử dụng mô hình đa biến để kiểm tra ảnh hưởng tương đối của thực vật, BSCs và nấm AM đến độ ổn định bề mặt và dưới bề mặt trong một cảnh quan cây bụi bán khô hạn. Các mô hình được phát hiện là phù hợp với dữ liệu và giải thích 35% sự biến động trong độ ổn định bề mặt và 54% sự biến động trong độ ổn định dưới bề mặt. Kết quả hỗ trợ một số kết luận tạm thời. Trong khi BSCs, thực vật và nấm AM đều đóng góp vào độ ổn định bề mặt, chỉ có thực vật và nấm AM đóng góp vào độ ổn định dưới bề mặt. Trong cả hai mô hình bề mặt và dưới bề mặt, những đóng góp mạnh nhất vào độ ổn định của đất đến từ các thành phần sinh học của hệ thống. Đặc biệt, lớp vỏ đất sinh học được phát hiện có ảnh hưởng trực tiếp mạnh nhất đến độ ổn định của đất bề mặt (0.60; kiểm soát các yếu tố khác). Ngạc nhiên, nấm AM dường như ảnh hưởng đến độ ổn định của đất bề mặt (0.37), mặc dù chúng không thường được coi là tồn tại ở vài milimét đầu tiên của đất. Trong mô hình dưới bề mặt, lớp thực vật dường như có ảnh hưởng trực tiếp mạnh nhất đến độ ổn định của đất (0.42); trong cả hai mô hình, kết quả chỉ ra rằng lớp thực vật ảnh hưởng đến độ ổn định của đất cả trực tiếp (kiểm soát các yếu tố khác) và gián tiếp thông qua ảnh hưởng lên các sinh vật khác. Chất hữu cơ trong đất không được tìm thấy có đóng góp trực tiếp đến độ ổn định bề mặt hoặc dưới bề mặt trong hệ thống này. Ảnh hưởng tương đối của nấm AM đến độ ổn định của đất trong các khu vực cây bụi bán khô hạn này tương tự như những gì được báo cáo cho một đồng cỏ cỏ cao mesic. Các ước tính về ảnh hưởng mà BSCs, thực vật và nấm AM có đến độ ổn định của đất trong các mô hình này được sử dụng để đề xuất số lượng tương đối tài nguyên mà các chuyên gia kiểm soát xói mòn nên dành để thúc đẩy các cộng đồng này. Nghiên cứu này làm nổi bật nhu cầu về các phương pháp hệ thống trong việc chống lại xói mòn, suy thoái đất và sa mạc hóa đất khô.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Belnap J., 1993, Soil microstructure in soils of the Colorado Plateau: the role of the cyanobacteria Microcoleus vaginatus., Great Basin Naturalist, 53, 40
Brown D. E., 1994, Biotic communities—southwestern United States and northwestern Mexico
Cardy W. F. G., 2000, Rangeland desertification, 131
Chaudhary V. B., 2006, Functions of arbuscular mycorrhizal fungi at ecosystem and community scales in semiarid environments
Diamond J., 2005, Collapse: How societies choose to succeed or fail
Dregne H. E., 1983, Desertification of arid lands
Dregne H. E., 1992, Degradation and restoration of arid lands, 249
Fenchel T., 1976, The role of terrestrial and aquatic organisms in decomposition processes, 285
Jöreskog K. G., 1984, LISREL-VI user's guide
Millennium Ecosystem Assessment., 2005, Ecosystems and human well-being: desertification synthesis
Moorman T., 1979, The role of endomycorrhzae in revegetation practices in the semi-arid west. II. A bioassay to determine the effect of land disturbance on endomycorrhizal populations., American Journal of Botany, 66, 14
Pellant M., 2000, Interpreting indicators of rangeland health. Version 3., BLM Technical Reference, 173, 4
Renard K. G., 1991, RUSLE: revised universal soil loss equation., Journal of Soil and Water Conservation, 46, 30
SAS Institute., 2000, JMP 4.0
SPSS., 2006, AMOS 5.0.1
Toy T. J., 2002, Soil erosion: processes, prediction, measurement, and control
UNCCD [United Nations Convention to Combat Desertification]., 1994, Elaboration of an international convention to combat desertification in countries experiencing serious drought and/or desertification, particularly in Africa
Vierheilig H., 1998, Ink and vinegar, a simple staining technique for arbuscular-mycorrhizal fungi., Applied Environmental Microbiology, 64, 5004, 10.1128/AEM.64.12.5004-5007.1998