现现在一提到蚂蚁，我们更先想到的是蚂蚁丛林、蚂蚁庄园等。但是，今天我们的配角并非它们，而是在田野、河边、路边、草丛等角落到处可见的小蚂蚁。相信大部门人的童年里都有一段与蚂蚁的别致路程，那就是跟从蚂蚁大军，看察它们移运粮食。时常会因为看察蚂蚁而忘记时间的流逝。也常有猜疑，它们如斯的细小，却又为何如斯有魅力。接下来就让我们一路走进蚂蚁的世界。
（图片改自收集图片）
蚂蚁：细小而又不成漠视
世界上已知的蚂蚁约有11700种，有21亚科283属，约占陆地生物量的五分之一。次要品种可分为小黄家蚁、大头蚁、臭蚁、切叶蚁、红火蚁、枪弹蚁、行军蚁、猛蚁等。而且它们的食性纷歧，大致可分为肉食、杂食偏肉食、杂食偏素食、素食。
蚂蚁的各人族（图片改自收集图片）
你认为它们仅仅是家族浩荡那么简单吗？不不不，它的魅力展现才刚刚起头。蚂蚁的巢穴的地上部门千姿百态的。例如中国大兴安岭、三江平原、长白山等地的蚂蚁巢穴构造就不尽不异。蚂蚁的巢穴的地下部门是纵横交错的浅壑，沟壑之间七通八达，它们连着差别的功用室。蚁巢的那种多孔构造使得土壤具有更高的通透性，“唤吸”加强。蚁巢的成立有时也会损伤动物的根系，改动土壤中碳的来源以及动物的保存情况。
中国大兴安岭、三江平原、长白山湿地等生态系统中的蚁穴（张仲胜、管强、张雪慧等摄）
蚁巢内部构造（图片来自收集）
蚂蚁窝中的通道与腔室（图片来自收集）
蚂蚁：“生态系统工程师”
蚂蚁做为一类既有益又有害的虫豸，它们在筑巢群居过程中，有些品种的蚂蚁会溜到室内偷食人类的食物，有些蚂蚁还会危害农做物。产生的危害包罗：咬扰人体、传布病菌、污染情况、损坏建筑等。当然蚂蚁做为生物链中较重要的一环，其在土壤构成发育、土壤碳轮回过程中也发扬着不成漠视的积极感化。下面那幅图形中差别的颜色代表蚂蚁丘与四周土壤有机碳的含量凹凸差别。一般来说，蚂蚁丘表层土壤中有机碳含量会高于四周土壤。蚂蚁次要通过影响土壤中的动物、微生物、理化性量等对土壤有机碳的轮回过程产生影响。因而也被誉为“生态系统工程师”。
蚂蚁丘土壤有机碳含量空间散布图
蚂蚁对动物的影响
蚂蚁摘集并将动动物素材（种子、猎物等）做为食物带进巢穴，增加了巢穴四周表层土壤的有机碳含量，同时使蚂蚁巢穴中土壤中种子库密度和种子多样性增加，改动了地表植被格局，最末影响到大标准上土壤碳轮回过程。
蚂蚁和其他生物之间的彼此感化很复杂。做为消费者，蚂蚁间接或间接地影响生态系统中其他节肢动物的数量、多样性和行为。蚂蚁能够通过捕食或合作间接削减其他生物（食草动物、捕食者等）的数量。与其他节肢动物的彼此感化（积极或消极/间接或间接）的性量凡是取决于对动物碳水化合物资本的获取。假设产蜜露的虫豸以及食草动物和食肉动物都存在，蚂蚁会对食肉动物和食草动物的种群数量产生负面影响，从而庇护蜜露资本。虽然削减了其他捕食者，对食草动物的捕食和数量产生了负面影响，但蚂蚁对动物的整体间接影响是积极的。
蚂蚁对动物的间接（实线）和间接（虚线）影响（右图改自Wills et al.,2017）
蚂蚁对微生物的影响
蚁巢内较高的温度、适宜的湿度和充沛的营养元素赐与，使蚂蚁巢穴中微生物数量比四周土壤高得多。蚂蚁通过觅食在巢穴中累积植/动物素材，排泄/排泄产生大量的有机废料，为微生物供给了丰富的碳源和适宜的小天气前提。土壤不变性有机碳及具有化学抗性的组分很大一部门来源于土壤微生物，当蚁穴内温度和水分恒按时，土壤有机碳的不变性取决于土壤微生物活动的凹凸。
切叶蚁蚁巢中细菌固定氮素（Pinto-Tomas et al.,2009），右图改自收集
蚂蚁对温室气体排放的影响
蚂蚁筑巢定居活动可以间接或者间接影响蚂蚁巢穴中的土壤温度、水分及养分，进步微生物的活性，增加土壤中CO2的释放。蚂蚁巢穴排放的CO2具有很强的季节性，在温热的夏日月份会更高，其季节性改变与蚂蚁的生物活性有关。例如红褐林蚁唤吸感化排出的CO2量在蚂蚁活泼的5-9月显著高于活动削减的10-4月。季节性变更次要与蚂蚁活动及温度改变有关。一天中蚂蚁巢穴中CO2排放在夜间更高，白日更低，那可能是因为夜间蚁群活动增加或蚁丘数量增加所致。
蚂蚁窝CO2排放强度显著增加（引自Risch et al., 2005）
土壤有机碳库不变性的影响
土壤碳库的贮存和不变性受多种因素的影响，包罗净初级消费力、天气因子、动物和微生物活动等。蚂蚁骚乱对土壤有机碳轮回过程的间接影响次要包罗土壤物理化学性量改动，蚂蚁-地表植被过程，蚂蚁改动微生物群落构造、蚂蚁唤吸、摄食、储物、排泄等招致土壤有机碳来源，排放与构造构成改变4个方面；间接影响次要包罗蚂蚁通过影响土壤的物理性状、营养盐可操纵性、土壤微天气前提等，影响土壤有机碳的无机/有机矿化过程。
蚂蚁改动土壤碳轮回的机理（张雪慧等，2020）
关于小蚂蚁与碳轮回的奥秘，目前我们破解的还十分少，还需要广阔的伴侣们积极看察哟！
参考文献：
1. Pinto-Tomas AA, Anderson MA, Suen, G, et al. Symbiotic Nitrogen Fixation in the Fungus Gardens of Leaf-Cutter Ant.Science.2009,326(5956):1120-1123.
2. Wills BD, Landis DA. The role of ants in north temperate grasslands: a review. Oecologia, 2017, 186(2): 323-338.
3. Zhang XH, Xin Y, Zhang ZS, et al. Effects of ant colonies on molecular characteristics of dissolved organic matter in peatland soils, Northeast China. Applied Soil Ecology, 2022,171:104298.
4. 张雪慧,张仲胜,武海涛.蚂蚁扰动对土壤有机碳轮回过程的影响研究停顿.利用生态学报,2020,31(12):4301-4311.
5. Risch AC, Jurgensen M, Schütz et al., The contribution of red wood ants to soil C and N pools and CO2 emissions in subalpine forests. Ecology, 2005, 86（2）：419-430.
做者：张雪慧、辛愿、张仲胜
来源：中国科学院东北天文与农业生态研究所