科学家发现白蚁对于生态环境具有重要影响

像斑马这样的食草动物更喜欢白蚁丘附近的植被。

资料来源:罗布·普林格尔

杜鲁门·杨仍然记得他和他的同事10年前第一次在空中看到非洲旱地景观时的惊讶。合欢树和丛生的草似乎散布在土地上，而白蚁丘则散布在肯尼亚中部农场附近。然而，2003年拍摄的卫星图像显示，圆点土堆相距足够远，可以避免一场领土战争。更令人惊讶的是，对叶绿素敏感的卫星图像显示，白蚁丘也是植物生长的热点。

加州大学戴维斯分校的生态学家扬回忆说，这张照片“改变了我们思考土地形状的方式”几十年来，由于美国国家科学基金会的资助，他和他的同事们进行了一项长期的肯尼亚圈地实验。该项目围绕一个4公顷的地块，评估大象、牛和其他食草动物对草原的影响。然而，在研究了卫星图像后，杨突然意识到白蚁也应该被列入研究名单。

“我们都倾向于认为大型哺乳动物是草原上发生的事情的主要驱动力。但是我们看到的白蚁土堆越多，它们就越有可能造成这种情况。”普林斯顿大学的生态学家罗伯特·普林格尔说。通过模拟白蚁、降雨、土壤和植物之间的相互作用，普林格尔的团队得出结论，白蚁丘是抵御气候变化的一种保险策略，可以保护它们上面的植被免受缺水的影响。

荷兰阿姆斯特丹大学的理论生物学家Jef Huisman认为，这些结论表明“白蚁丘在干旱土地景观中扮演着非常重要的角色”。该研究还质疑土地管理者是否能够根据土地航测图预测即将到来的荒漠化。"我们不应该盲目采用简单模型的预警信号."豪氏威马说道。

土著非洲人早就意识到白蚁土堆上的土壤比普通土壤更肥沃，有利于农作物的生长。例如，白蚁可以通过建造洞穴群来改变土壤剖面。在某些地方，白蚁会在过多的沙土中添加粘土，以便于筑巢。在Mpala，他们将使用沙子来软化太粘的土壤，从而使挖掘隧道变得更容易。

"在这两种情况下，白蚁使土地变得更好."杨说。因此，植物也更容易在这种土壤上生长。此外，这些挖掘还能帮助土堆更好地保持水分。在一年中适当的时候，这些白蚁土堆都是绿色的，而其余的植被都是棕色的

就连象征大草原的金合欢树也能从中受益。它们不能在白蚁丘上生长，但是佛罗里达大学的生态学家托德·帕尔默发现，生长在白蚁丘附近的金合欢树含氮量更高，更容易结果。

简而言之，白蚁丘创造了“营养岛”，可以维持其他动物的生存。十多年前，帕尔默注意到生活在白蚁丘边缘的蚁群是最大的。原因是这些土堆支撑着更多的昆虫，因为这些茂盛的植物，蚂蚁可以捕食这些昆虫。"这些土堆就像大草原上的超市."帕尔默说，白蚁丘也吸引了像斑马、水牛和羚羊这样的食草动物。

通过在白蚁丘附近诱捕飞行和爬行的昆虫，追踪以昆虫为食的蜘蛛的后代，并计算壁虎的数量，普林格尔、帕尔默和他们的同事发现，白蚁丘附近的所有这些生物都更大、更多产。此外，计算机模型研究表明白蚁土堆的整齐间距通过最小化动物到达最近土堆所需的平均距离而提高了有益效果。

因此，普林格尔与普林斯顿大学的理论生态学家科瑞娜·塔妮塔合作进行的最新白蚁研究，检验了一个被广泛接受的理论，即干旱土地上的植被会以一定的间隔成块生长，这与潮湿地区的草坪不同。原因是每种植物的根都能改变土壤，有助于凝结水分并减缓蒸发。当环境干燥时，植物群之间的距离会扩大。此外，该理论预测，“如果水含量降低到足够低的水平，你将面临变成沙漠的悲剧。”普林格尔说。因此，植被集群的出现可能是生态系统处于危险中的信号。

考虑到姆帕拉的干旱气候，塔妮塔希望看到指示性的植被集群。但是无论她和普林格尔如何努力寻找，他们都没有在白蚁丘中发现这样的植被分布模式。后来，他们参观了一个被其他研究人员烧毁的地区，调查不同的放牧物种如何影响植物再生。这个地区只有短而坚硬的地表植被。他们用钓鱼竿把一架照相机挂在10米高的空中。图为在白蚁丘区，新生长的植被形成了一片草坪。

为了研究白蚁丘是如何塑造这些植被生长模型的，研究小组开始转向数学模型，该模型以前认为植被群是荒漠化的“先锋”。这些模型通常将土壤视为同质的，但塔尼塔已经被修改为增加营养岛。

现在位于英国斯特拉斯克莱德大学的塔妮塔和胡安·博纳切拉也在模型中加入了不同的降雨量。结果表明，尽管白蚁丘上的植被减少了30%，但在干旱条件下仍能存活。这表明被白蚁土堆改造的土壤可以减缓植被的丧失。此外，白蚁丘上残存的植被有利于整个地区植被的再生。与此同时，Mpala的白蚁研究仍在继续。研究人员正在研究白蚁对减缓土地景观退化的额外影响。(唐峰)

《中国科学日报》(2015年2月26日，第三版国际版)

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