白蚁是纳米布沙漠仙女圈的原因

十多年来，研究人员一直在讨论非洲草原中部的众多圆形裸露斑块(即所谓的仙女圈)是如何产生的。在他们目前的研究“沙白蚁食草导致纳米比亚的仙女圈 - 对 Getzin 的回应”中，汉堡大学的生物学家 Norbert Jürgens 教授博士和土壤科学家 Alexander Gröngröft 博士证实，白蚁是仙女圈的原因。同时，他们反驳了生态系统建模者提出的解释的核心论点，即圆圈是由草的自我调节引起的。

早在 2013 年，汉堡植物学家诺伯特·于尔根斯 (Norbert Jürgens) 就发表文章称，纯粹的地下沙白蚁属沙白蚁 (Psammotermes)造成了裸露的斑块，并通过消除沙质土壤中的植物，在不频繁降雨后实现了长期储存水分。这一解释发表在《科学》杂志上，并在随后的几年里得到了来自南部非洲的昆虫学家(迈克·皮克教授、约翰·亨舍尔博士、凯利·弗利格博士)的证实。

其他研究人员也研究了这一神秘现象，例如哥廷根大学使用建模方法。研究人员发表文章(Getzin et al. 2015, 2022)，裸露斑块是由草类植物的自组织造成的，这些植物通过根部不均匀地吸收水分，并通过在沙质土壤中的广泛扩散，从而导致裸露斑块中的草类死亡。此外，通过测量仙女圈下方 20 厘米深度的土壤湿度，他们发现了干燥，他们将其解释为周围草丛快速水平吸水造成的。

Norbert Jürgens 和 Alexander Gröngröft 现在在 PPEES 发表的文章中反驳了哥廷根建模者的核心论点：在他们的研究中，Jürgens 和 Gröngröft 证明了纳米比亚、安哥拉和南非 1,700 多个仙女圈上存在沙白蚁。Getzin 等人引用的土壤湿度测量值。al (2022) 作为自组织假说的证据与 Jürgens 2013 年的土壤湿度测量相一致。然而，解释有所不同：虽然建模者在表土中进行测量并将其干燥解释为周围草类吸水，但 Jürgens 在 2013 年通过在四个不同深度(最高达 90 厘米)的同时测量表明，底土中的仙女圈可以长期储存水分。

“更重要的是，我的同事 Gröngröft 的分析和在实验室进行的沙漠水文特性的测量使自我调节假设的关键基础无效，”Jürgens 说。“白蚁居住的仙界粗粒沙，在大雨时有大量水分时，其导水率确实很高，可以很快从大孔隙中渗走。但当沙子将易移动的水分释放到深处，干燥到土壤体积的百分之八以下时，情况就完全不同了。此时，水只储存在沙粒之间的接触点上，连续的水膜缺失，土壤导水能力下降至非常低的水平。这意味着在仙女圈以下的湿度水平(≤5%体积)下，短距离内几乎不可能发生液态水输送。”在潮湿底土正上方的土壤表面上形成的干沙层证明了这种物理现象。

“根据目前的知识，自我调节的代表所假设的几天内水平水输送超过米的情况在物理上是不可能的。因此，关于生物现象的相反解释的争论令人惊讶地由物理学决定，在这种情况下是土壤物理学，”尤尔根斯说。“因此，对仙女圈的土壤湿度测量和实验室发现的沙子的土壤水力特性排除了自我调节假说作为对仙女圈的解释。因此，仙女圈形成的原因很清楚——正是沙白蚁通过土壤水分储存确保了相当大的生存优势。”

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