蚯蚓(攝影/schizoform,圖片來源/flickr)

【書摘】蚯蚓起底大驚奇 ──《土壤下的迷你工程師》 蚯蚓活得好,人類才會活得好

您知道達爾文心目中最重要的動物是什麼?答案可能會跌破大家的眼鏡,既不是森林之王獅子,也不是人類的好朋友小狗,而是被他稱為「大自然的犁」的蚯蚓!

蚯蚓如果滅絕,對地球會是大災難,但絕大多數的人卻對牠們視而不見,這些傢伙為什麼如此重要?請透過《土壤下的迷你工程師》一書來認識這超級英雄有趣的一生。

(以下內容摘自《土壤下的迷你工程師──如果少了蚯蚓,人類還能生存嗎?》一書,由本事出版授權轉載。文中小標由《上下游》另行編輯,與原書無涉,更多精彩內容請詳見該書。)

蚯蚓是「大自然的犁」(攝影/schizoform,圖片來源/flickr)

 蚯蚓分三類 住得愈深、體型愈大

蚯蚓的種類非常多,我們先把牠們分成三大類,對於深入認識牠們很有幫助。這些類別粗略根據了蚯蚓在土壤裡待的地方,以及蚯蚓如何進食、挖地道。從地表開始,往土壤深處去,會發現以下三類:

表層蚯蚓(表棲類,epigeic)

這類蚯蚓其實並不住在土壤裡,而是在地表潮濕溫暖、分解中的葉子和有機質裡覓食。表層蚯蚓會吃這些腐敗物,以及幫忙分解腐敗物的真菌與細菌。表層蚯蚓通常體型小,大約三到四公分長,牠們不會往地裡挖地道,體色通常是紅色或紅棕色。

中層蚯蚓(內棲類,endogeic)

這一類蚯蚓住在土壤裡,不過通常會待在上層,深度最多大約三十公分。中層蚯蚓吃的是枯葉、真菌,以及混在淺層土壤裡的微小生物。中層蚯蚓也會在土壤中以水平方向挖掘,打造樹枝一般的通道網絡。牠們大多為中等體型,約八至十四公分長,體色極淡,例如粉紅、綠色或藍灰色。

深層蚯蚓(深棲類,anecic)

這一類蚯蚓的體長最長,可以在土壤中挖掘到深達三公尺的地方。深層蚯蚓會垂直挖地道,看起來很像電梯井。牠們會在夜間爬到土表,尋找植物殘骸,再將之拖進地道裡進食。深層蚯蚓的體色也是紅色或褐色,不過頭部的顏色比較深,尾巴的顏色比較淺。在草地上留下一小堆糞土的,正是深層蚯蚓,而這些糞土堆稱為「蚯蚓糞」。

蚓糞(攝影/Muhammad Mahdi Karim,圖片來源/wikimedia commons 

蚯蚓幫助植物吸收養分、抵禦蟲害

蚯蚓和蜂類一樣,屬於「關鍵物種」(keystone species),對生態影響深遠,少了牠們,人類就很難存活。

現代農業仰賴健康、肥沃的土壤。不論是種植穀物、果菜或工業作物(例如供應生質能、衣物纖維和動物飼料的作物),都有賴優質的土壤。即使乍看之下沒關聯的一些東西(例如紙張和藥物),一開始也是在土裡生長的植物,需要蚯蚓的活動才能欣欣向榮。

少了蚯蚓,土壤就會死去。蚯蚓扮演了關鍵性的角色,能分解有機質(例如枯葉和花朵),讓分解的好料回歸土壤。多虧了蚯蚓不斷地吃了又拉,才能把有機質分解成細小的片段,釋放其中的養分,好讓植物、真菌和細菌吸收。估計蚯蚓每年會翻動全球土壤中3.5×1010(350億)噸的陸地落葉層。

蚯蚓在地面下鑽來扭去時,也讓土壤的空氣流通,使土壤變得輕盈蓬鬆。蚯蚓不斷地挖掘地道,產生氣穴(air pocket),有助於排水。如果土壤缺乏這些海綿狀的質地,很快就會變得硬實,容易淹水。不斷地翻土、攪動,有助於把土壤深處的養分帶回土表,方便植物吸收。舉例來說,科學實驗顯示,比起沒有蚯蚓的土壤,有蚯蚓的土壤平均會讓植物生長增加兩成。

其實,蚯蚓非常擅於改善花園的土壤,甚至能幫助植物抵禦其他害蟲的攻擊。研究顯示,蚯蚓會讓植物從土壤中得到的養分價值大增,讓植物更能抵禦蟲害和草食性動物的啃食。如果植物經常遭受昆蟲或草食性動物傷害,就會改變葉片中的化學成分來自衛。而蚯蚓活動改善了植物的營養,植物就能產生更多防禦物質。例如,有一項實驗是把入侵種的西班牙蛞蝓(Arion vulgaris)引入微生態系,監控這些蛞蝓會造成多大的損害,而在有蚯蚓的樣區裡,受損葉片的數量減少了六成。

蚯蚓能大大提高土壤養分(攝影師/Leni,連結/Pexels)

蚯蚓有固碳效果 也能讓植物生長,吸取更多碳

近年來,有人認為蚯蚓可能會增加溫室氣體的排放。科學家懷疑,蚯蚓在活動及翻土的時候,會不會把土壤中的二氧化碳釋放到大氣中。

土壤是碳的一大儲藏庫,植物從空氣中吸取碳,透過根部,輸送到土壤裡。在挖起、翻動及耕作土壤的時候,會讓碳加速釋放到大氣中。一般人認為,蚯蚓會把土翻起來,因此也可能加速碳釋放的過程。

然而,新的研究顯示,蚯蚓有助於讓碳變成穩定的形態,更容易留在土壤中。當土壤通過蚯蚓的消化道時,土壤中的碳會轉化成比較不容易分解的形態。土壤從蚯蚓的另一端出來之後,結構也變得比較鬆散,不只有助於保住碳,也能讓更多植物生長,進而從大氣中吸取更多的碳。

其他研究也顯示,深層蚯蚓會改變碳在土壤裡的分布,把碳帶向地下更深的地方。當碳靠近土表的時候,一旦進行耕作,碳就很容易釋出。深層蚯蚓把碳從表土帶向深層的底土,那裡的土壤就比較不容易受擾動。

殺蟲劑及土壤中的塑膠微粒,都對蚯蚓有害

近期的研究發現,人們長期使用殺蟲劑,似乎對蚯蚓有直接的影響。丹麥與法國合作的一項研究發現,施用在作物上的農業殺蟲劑會阻礙蚯蚓生長,使得蚯蚓的繁殖力大幅下降。參與這項研究的科學家發現,雖然蚯蚓能忍受土壤中一定濃度的殺蟲劑和滅真菌劑,也發展出解毒的策略,但這種行為其實要付出代價。蚯蚓的身體必須耗費極大的能量,才能持續排除有毒物質,因此在大量噴灑農藥的區域,蚯蚓生長遲緩,繁殖率下降。

蚯蚓減少,土壤會變得更扎實。如果農地無法吸收雨水,涇流就會流入當地的水道。然而,涇流水時常受到殺蟲劑、硝酸鹽和其他化學物質污染,一旦流進溪流河川,就會對水生生物造成極大的傷害。土壤要能有效率地吸收水分,蚯蚓的地道就要彼此相連,宛如下水道的巨大網絡,但研究顯示,耕耘會嚴重破壞這些排水管道,使它們無法發揮效用。其他農業活動,例如濫用殺蟲劑,也證實會因為提高了蚯蚓的死亡率,進而影響土壤吸水的速度。

近期的研究也發現,蚯蚓的健康面臨了一種意想不到的新威脅:土壤裡的塑膠微粒。塑膠微粒直徑小於五公釐,隨處可見,廣泛散布在海洋和土壤中。塑膠微粒有兩個來源,一種是以細小碎片進入環境中的「初級塑膠微粒」,例如超細纖維、微珠和塑膠原料顆粒。另一種是較大塊的塑膠,例如塑膠瓶、塑膠袋和塑膠包裝,隨著時間而降解、分解成細小的碎片。在此研究計畫探討這個問題之前,從來沒有人研究過塑膠微粒對蚯蚓的影響。如果表層蚯蚓(赤子愛勝蚓)連續兩週接觸到含有微量螢光聚苯乙烯微粒的泥土,即使聚苯乙烯的含量很低,也顯示蚯蚓接觸到塑膠微粒之後,細胞和DNA都受到傷害。

農藥和塑膠微粒都對蚯蚓造成極大威脅(攝影/Ivan Radic ,圖片來源/flickr)

餵食餵水、避免挖土,大家一起來幫助蚯蚓

● 土壤裡加入愈多有機質,就會養出愈多蚯蚓。

● 花園和其他栽培空間(例如菜圃),通常從土壤裡拿出的營養比放進去的多。我們清除落葉、拔掉枯死的植物、每一季末清除留下的自然殘留物,然而這些都是讓土壤更肥沃的物質。

● 在土壤中加入有機質的方式有幾種:自製堆肥、市售堆肥、商業栽培者生產的菇類堆肥、釀酒商的酒花粕、腐熟的糞肥、咖啡渣、腐葉土和樹皮堆肥。

● 趁生長季開始之前,在春天施用有機質。即使只抓一大把撒下去,也能為蚯蚓改善土壤裡的養分。每年可持續加入額外的堆肥。

● 蚯蚓討厭受到打擾。要是不斷挖土、耕地,會擾亂蚯蚓的自然行為,還可能把蚯蚓剖成兩半,甚至破壞蚯蚓的地道。經常耕種、翻土,也會破壞脆弱的土壤生態系,而一小把泥土裡的生物,比全球人口還要多。

● 蚯蚓在濕涼的環境裡最有活力。在你的土裡加入厚厚一層有機質,能把水分留在土壤裡,不過,炎熱季節裡土壤太乾的時候,替花園或農地澆水還是很重要。

《土壤下的迷你工程師》書封

延伸閱讀:

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