蚂蚁筑巢对土壤的影响

蚂蚁种类丰富,数量巨大,是陆地上分布最为广泛的生物之一,是生态系统的重要组成成员,是生态系统的“工程师”。目前,世界上已知蚂蚁9000多种,而我国已确定的蚂蚁种类有600多种。它们过着群居性的生活,分工明确,通力合作,表现出让人震惊的能量,因此被称之为“超个体”。蚂蚁的巢穴复杂、庞大、精巧,一直受到了科学家关注。并且,现在还有科学家发现蚂蚁筑巢对改善土壤理化性质、提高土壤保水能力、固定流沙等方面也有重要作用。那么蚂蚁的巢穴究竟有着怎样精巧的结构,在土壤保护方面又有着什么作用呢?

蚂蚁

建筑业的能工巧匠

蚂蚁堪称建筑业的能工巧匠,筑巢过程中,分工之细致,技术之精湛,设计之巧妙都令人咋舌。蚂蚁筑巢有多种形式,大多数种类在地下筑巢,挖有隧道、小室和住所,拥有良好的排水、通风措施,并将掘出的物质及叶片堆积在入口附近,形成一个拱起的小丘状,起保护作用。蚁穴往往四通八达,在巴西曾发现巨大的地下蚂蚁王国,其错综复杂的程度堪比长城。蚁穴就像是一个大迷宫,里面有不同的房间,如寝室、储藏室、育婴室等,房间和房间之间还有无数互相连接的隧道,总长度加起来有好几千米。除此之外,蚁穴之深也让人震惊,据研究,有些蚂蚁的蚁穴可达3.65米深。蚂蚁最小的群体只有几十只或近百只,也有的几千只,而大的群体可以有几万只,甚至更多。聪明的蚂蚁会通过调节通风口的大小调节洞穴的温度湿度,甚至还会把太阳照耀的石粒放置在巢穴顶端,以保持巢穴的温暖。它们还会在蚁穴中种植真菌、收获种子,有着非凡的生活本领。

蚁穴

改良土壤,改变植物

蚂蚁筑巢可以影响土壤的物理化学性质,以及植物的组成。

蚂蚁通过筑巢活动可以改变土壤的物理特性,增加土壤的保水能力、空隙度。蚂蚁筑巢时将下层的土壤翻转到地表,地下出现隧道和空室,使得土壤内部空隙增加,土壤变得疏松,有利于降水的下渗,此外,蚂蚁挖掘在地表的蚁道也有利于降水沿隧道向深层土壤入渗。对于砂质土壤,翻转到地表的流沙截断了土壤毛细管作用,导致土壤水分蒸发的降低。因此对于砂质土壤,蚁穴对土壤保水能力的增加更为有效。

蚂蚁筑巢活动对土壤化学性质也有一定的改良作用。与邻近土壤相比,蚁丘土壤pH值发生变化,蚁丘的有机质、氮、磷、钾含量升高,钾、钠、钙、镁等离子也出现富集现象。蚂蚁在吸收自己需要的营养元素的同时,不断地将吃剩的食物及排泄物——尿酸及粪便弃于土壤中,同时蚂蚁搬运的食物——动物尸体和蚜虫蜜露等在蚁穴富集,最终导致有机质含量增加,直接增加了氮磷钾的含量,而这对于贫瘠土壤的改善尤为明显。并且这些变化的大小受蚂蚁群体的大小、生物量和土壤翻转量的影响。

蚁丘上植物的组成和数量不同于邻近土壤,这主要是因为:①蚂蚁筑巢活动改良了土壤理化性质,为植物特别是幼苗的生长创造了优良条件,提高的种子的萌发率和幼苗成活率;②蚂蚁会搬运大量的植物种子到蚁穴中;③蚂蚁通常在巢穴附近觅食,造成种子分布不均匀;④蚂蚁通过移走小型植食性昆虫及它们的卵等保护植物,降低植物叶片的损伤率,增加种子和果实的产量;⑤有些蚂蚁类群还可为植物提供营养,增加植物竞争能力。这些最终影响了植物的群落结构,改变了植物的组成和数量,因此蚁穴被认为是植物群落中物种更新的窗口。

小小蚂蚁力量大,既是卓越的建筑师,又是生态环境工程师。科学家们对它们始终充满好奇,发掘它们对于土壤的作用是科学家追求的方向。

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