蚯蚓效应揭示土壤风化动力学

蚯蚓是一种勤劳的无脊椎动物，为上层土壤增光添彩，长期以来一直被认为对我们的家庭花园有帮助。蚯蚓是多产的咀嚼者，研磨构成土壤的有机物质和沉积物颗粒。尽管蠕虫是非常不同的动物，但它们和许多家禽一样，也有砂囊。斯坦福大学土壤科学博士生阿德里安·瓦克特解释说：“蠕虫会吞下一些较大的土壤颗粒，然后它们会使用这些颗粒中最坚固、最大的颗粒，将它们保留在砂囊中。” 这些砂囊非常适合分解土壤以释放养分。

虽然蚯蚓可能对您的花园或堆肥堆有益，但它们可能具有侵入性，并可能对自然生态系统造成损害。蠕虫对土壤的物理风化(或将岩石或沉积物分解成相同材料的小块)对土壤过程有影响，包括土壤可以容纳多少有机质和养分。通过分解沉积物，蠕虫还创造了新的土壤质地，这可以影响水渗入土壤的方式并影响化学过程。

风化也是二氧化碳循环的一个重要因素。“地质学家经常认为风化速率是控制地球&luo;恒温器&ruo;的主要因素之一，”瓦克特说。蠕虫研磨矿物有助于化学活动，包括将碳封存成新矿物。但蚯蚓也会分解有机物质，将二氧化碳释放到大气中。

瓦克特想知道风化蚯蚓能产生多少矿物。周三在地质学会 GSA Connects 2023 会议上发表的新研究中，Wackett 和他的同事将证明蚯蚓的侵入性扩张(或称“全球蠕虫”)会引发大量硅酸盐分解。

为了更好地了解蠕虫如何分解沉积物，研究小组检查了波多黎各云盖国家森林的土壤。他们发现土柱内的沉积物尺寸发生了显着变化，在蚯蚓挖洞的区域中位颗粒尺寸较小。事实上，蠕虫生物扰动区中的石英颗粒比没有蠕虫活动的石英颗粒小近 50%。

虽然其他短期实验室实验也针对蠕虫风化进行过，但这是首次针对蠕虫引起的原位土壤二氧化硅分解进行研究。研究小组发现，云盖土壤中大约 2% 的风化是由蠕虫引起的。瓦克特补充说，这是对蠕虫风化作用的保守估计，并指出蠕虫可能是比这些初步估计显示的更强大的风化机制。

由于蚯蚓扩散到新的领地，风化率可能会激增。瓦克特指出，蚯蚓正在进入过去没有蚯蚓的北纬森林。

研究小组评估了阿拉斯加、明尼苏达、芬兰和瑞典一系列跨越蚯蚓入侵梯度的土壤剖面的颗粒大小变化，这些地方蚯蚓到达的时间——以及因此蠕虫风化——受到更严格的限制。他们注意到这些历史上无蠕虫的地点的中值粒径发生了明显的变化。

瓦克特总结道，尽管每条蠕虫都会产生“微小的变化，但一旦扩大规模，实际上就会产生相当大的[风化贡献]。”

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