利茲大學(xué)的凱蒂·菲爾德(Katie Field)表示:“這種互利關(guān)系幫助植物征服了早期的陸地,甚至是在它們發(fā)展出根系之前,而當(dāng)時(shí)的陸地上甚至根本沒有我們今天所言的土壤。隨著時(shí)間推移,植物在結(jié)構(gòu)上演化地越來越復(fù)雜,發(fā)展出復(fù)雜的維管結(jié)構(gòu),葉片和根系。”這一過程會(huì)將更多有機(jī)物帶入土壤,并幫助穩(wěn)定土壤,使之免于被侵蝕殆盡。
今天,類似這樣的生物互利共生關(guān)系構(gòu)成了全球營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ),一旦離開這一循環(huán)我們將陷入饑餓。超過80%的現(xiàn)代植物與真菌菌根之間構(gòu)建起了某種共生關(guān)系,并且這一機(jī)制對于增加土壤中的氮含量具有重要意義。菌根還能夠形成巨大的網(wǎng)絡(luò),幫助穩(wěn)定土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)并讓植物之間能夠相互交流,因而它也被科學(xué)家們稱作是“地球的互聯(lián)網(wǎng)”。
隨著植物開始逐漸向陸地蔓延并將大量有機(jī)物質(zhì)融入土壤之中,土壤的持水性能增強(qiáng)了。土壤對于水分的保持和過濾是其最為重要的功能。即便是在今天情況也是如此:我們依賴土壤的這項(xiàng)功能獲得飲用水并發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。土壤的持水功能對于降低洪澇災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),并緩解干旱同樣具有重要意義。
擁有鉆洞習(xí)性的動(dòng)物,比如螞蟻,正在改變著土壤的性質(zhì)與面貌
動(dòng)物和人類
土壤中的水分被分為兩類。在潛水位之下的土壤是完全飽和的,這里的水體被稱作地下水;而在潛水位之上,土壤水分的飽和程度更低,這里的水分就被稱作“土壤水分”。
地下水構(gòu)成了世界淡水供應(yīng)的20%強(qiáng),盡管其占世界水體總量的比例還不到1%。地下水構(gòu)成了我們飲用水和灌溉用水的重要來源,僅在美國境內(nèi),土壤中儲(chǔ)存的水量就高達(dá)12.5億億升。
而從原始土壤到現(xiàn)代土壤之間,還有一個(gè)環(huán)節(jié)。大約在4.9億~4.3億年前,動(dòng)物開始從海洋登上陸地并逐漸擴(kuò)大自己的生存空間。到了大約4.2億年前,陸生無脊椎動(dòng)物已經(jīng)高度繁盛,同樣的,它們也會(huì)對土壤的演化產(chǎn)生影響。
這些早期的陸生動(dòng)物都是“食草”的,以先期占據(jù)陸地的藻類生物席和地衣類為食并將產(chǎn)生的營養(yǎng)物質(zhì)混入土壤。這些動(dòng)物也開始在土壤中鉆洞并占據(jù)了土壤內(nèi)部,吞食死亡的有機(jī)體并將排泄的有機(jī)物與粘土類物質(zhì)和其他來自巖石風(fēng)化產(chǎn)生的礦物質(zhì)成分相混合。動(dòng)物們產(chǎn)生的影響造就了土壤獨(dú)特的結(jié)構(gòu)并幫助植物繼續(xù)演化,在遠(yuǎn)離水體的地方發(fā)展繁盛。
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