外來種蚯蚓讓北極「回春」 植被增量相當於升溫3℃ 科學家憂融雪加速 | 環境資訊中心

外來種蚯蚓讓北極「回春」 植被增量相當於升溫3℃ 科學家憂融雪加速

2020年09月03日
環境資訊中心綜合外電;姜唯 編譯;林大利 審校

蚯蚓是園丁最好的朋友、對土壤有益,也是鳥類的重要糧食。但是,和低調的蚯蚓有關的,不一定都是好消息。根據英國衛報報導,有研究指出外來種蚯蚓正在讓北極土壤過度肥沃。

最新研究指出,外來種蚯蚓正在讓北極土壤過度肥沃。照片來源:schizoform(CC BY 2.0)

蚯蚓對北極植物生產力的影響相當於升溫3℃

蚯蚓通常不被視為入侵種。研究主持人、德國格賴夫斯瓦爾德大學生態學家布魯威瑞(Gesche Blume-Werry)博士說,歐洲大部分地區都有蚯蚓,從來不被認為有什麼問題,但是人類將蚯蚓帶到了北極,使當地蚯蚓分布越來越廣。

北極的蚯蚓每年移動約5至10公尺,但搭上人類鞋子的便車,牠們可以一次從英國移動到斯瓦爾巴群島。隨著北極暖化,蚯蚓開始在北極更多地方定居。

早期研究顯示,蚯蚓對北極植物生產力的影響相當於升溫3℃。

蚯蚓活動釋出的氮 使灌木植物長得更好

一般來說,北極氣溫低,真菌和細菌等無法有效分解有機質,土壤缺乏養分,抑制了植物的生長。現在科學家們發現,沒有蚯蚓也是關鍵因素之一,因為蚯蚓活動釋出的氮,是植物生長的重要元素。

蚯蚓分解垃圾和腐殖質,排泄物富含氮。牠們挖出的水平和垂直隧道網絡讓營養物質往下移動到植物根部。深層蚯蚓(Anecic worms)挖出垂直洞穴,中層蚯蚓(endogeic worms)挖出水平洞穴,科學家將這兩種蚯蚓歸類為地質工程型蚯蚓。只在地表上活動的表層蚯蚓(epigeic worms)不會挖洞,因此不屬於地質工程型蚯蚓。

土壤富含氮會使較高的灌木植物長得更好,冬季時不易被積雪覆蓋,科學家認為這會增加熱量吸收,進而加速融雪。

「表面的反照率若有變化,當表面比較暗,像是植物沒有被雪覆蓋,則反射的光會減少,吸收熱量會增加,植物越容易生長,形成惡性循環:植物越來越多,溫度越來越高。」

研究已在北極約20個地點發現蚯蚓

至少從1萬2000年前的最後一個冰河時代起,在加拿大和美國的北寒林中沒有蚯蚓。隨著歐洲移民帶來蚯蚓,這些入侵種慢慢地透過將枯枝落葉轉化為腐殖質,改變了森林生態系統。根據《全球變遷生物學(Global Change Biology)》一份2016年發表的研究,這改變了真菌與植物之間的微妙關係,進而改變了土壤表層的pH值,導致整體生物多樣性減少。

2017年,一個科學家團隊在北極挖掘蚯蚓。其中一位環境科學家、瑞典於默奧大學副教授克拉曼德(Jonatan Klaminder)以為這裏氣候太冷,找不到蚯蚓。他錯了。

一開始,研究人員調查游牧民族薩米人在1600年至1900年之間收集馴鹿擠奶的老地點,沒有發現任何有改變土壤結構功能的蚯蚓。最早來到北極的蚯蚓似乎是在1850年登陸,當時人們來到瑞典北部內陸,試圖在北極耕種,結果失敗。研究人員發現,這些舊址中有幾處,蚯蚓已從人類居住的地方往外擴散了800公尺。研究總共在北極約20個地點發現了蚯蚓。有些地方發現的蚯蚓數量甚至比蚯蚓泛濫成災的明尼蘇達州森林還要多。

地質工程型蚯蚓已經在北美、格陵蘭、冰島、芬諾斯堪底亞和俄羅斯的北極土壤中定居。科學家警告,蚯蚓可能對北歐最偏遠、最應受保護的北極環境構成強大威脅,呼籲立即採取因應行動,因為蚯蚓一旦定居就幾乎無法消滅。

科學家透過實驗 計算出蚯蚓在北極的影響力

在最新的研究中,布魯威瑞博士的研究團隊想確認蚯蚓對植物生長的作用。他們將土壤放進50 x 39 x 30公分的中觀容器中,再填滿石南和草甸植物,將這些容器放在北極圈以北200公里處的阿比斯庫科學研究所。

這些容器有一半被放入大約45種蚯蚓。為了觀察根部生長狀況,科學家們還將照相機埋在土壤中,定期拍攝根的照片。同時也監測了不同容器中植被的「綠色量(greenness)」(一種測量光合作用的方式,也是植物生產力的表現),計算蚯蚓的影響力。

研究人員發現,地質工程型蚯蚓的影響力比北極其他重要的環境作用更強大,包括溫度升高、放牧動物和使用鹿糞便施肥。蚯蚓為植物增加的氮含量是升溫3℃的三倍之多。使植物的綠色量增加的效果與升溫3℃相當。

研究刊登於《自然通訊(Nature Communications)》期刊。

參考資料

※ 本文與 行政院農業委員會 林務局  合作刊登 

作者

姜唯

如果有一件事是重要的,如果能為孩子實現一個願望,那就是人類與大自然和諧共存。

林大利

於特有生物研究保育中心服務,小鳥和棲地是主要的研究對象。是龜毛的讀者,認為龜毛是探索世界的美德。