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棲地土壤多變化影響生物多樣性

中南美洲的科學探險家韓堡德(Baron Alexander von Humboldt, 1769~1859)曾寫道:「大自然存在一種和諧,所有可見之物都在這看不見的和諧裡,彼此互動,例如看到一棵植物時,就與周圍的土質有關,土質又與底下的岩石有關。」這段話,使得近代土壤、植物、動物、礦物、氣候等研究,應該互有關連,不是單獨的學科。這些綜合性的探討,使人更體會大自然之上有更高的法則─萬物,包括人類,是受制於有限的地理疆界與時間內,但這有限之內的萬物仍然互相效力。
  例如,地球上的生物種類很多,近代的科學界稱此現象是「生物多樣性」(biodiversity),是什麼樣的條件能夠在有限的空間裡,讓各樣的生物一起生長?蒙大那州立大學土地資源與環境科學學系虎克(Paul B. Hook)與克羅拉多州森林資源與自然資源系柏其(Ingrid C. Burke),在海拔約1600公尺的美國中部丘陵地調查低莖草原的區域分佈。
  低莖草原大都是在丘陵的低漥處,是供為放牧之用,同時也是多種螞蟻、甲虫、與小型哺乳動物的活動區。丘陵較高的地方,祗比低漥處多1.4~11.1公尺,低莖草卻不易生長,這是一件有趣的現象,低莖草能克服1600公尺的高度,卻無法再往上數公尺處蔓延。
  他們研究發現關鍵因子是土壤質地(soil texture)的不同。土壤質地表示土壤顆粒大小不同的程度,丘陵高處的土壤由於比較容易受到降雨的沖刷,土壤的顆粒較粗,平均含砂例為68%,低處承受沖下的細顆粒,土壤質地較細,平均含砂例為52%,差這麼一點點就使得草原的覆蓋由低處的49%降至高處的37%。
  原來土壤質地的改變,會隨之產生一連串的變化,含砂量愈高,含水量就愈少,土壤的溫度變化愈大,土壤中的有機質易被氧化,釋出的氮、磷也易移動到低處,高處的土壤含水量少,氮、磷營養份缺乏,草本植物就不易生長,賴草維生的動物種類與數目就因之而變。因此,若要在高處放牧牛羊,必須將低處的細質黏上往上搬,或是在高處施肥,這都是不易達成的工作。
  低莖草原在空間分佈的差異,是土壤本身有在高度的變異性(variability),這證明韓堡德的發現是正確的,生物多樣化,是源造物者創造大地的多樣化,而且持續以多樣性的氣候、高度、降雨、風速來維持大地的多樣,但是人所造的卻是單樣或寡樣,人類仍有漫長學習的路程。
資料來源:
  Hook, P.B., and I.C. Burke. 2000. Biogeochemistry in a shortgrass landscape: control by topography, soil texture, and mioroclimate. Ecology, Vol. 81, p.2686-2703.

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