分解者

生物学

fēn jiě zhě

分解者是分解死亡生物和废物的生物,主要是真菌和细菌,能把养分归还给土壤和水体。

Visualization

Definition

分解者是分解死去的动植物和废物、把它们转化回土壤的生物;蘑菇、霉菌和许多细菌都是大自然的"回收队",如果没有它们,枯叶、朽木和死去的动物就会不断堆积,其中锁住的养分也永远无法归还。更正式地说,分解者通过把死亡的有机物分解成二氧化碳、水和矿物质养分等更简单的无机物质来获取能量,主要方式是真菌和细菌把消化酶分泌到体外,再吸收分解产物,从而完成氮、磷等养分归还给生产者的循环,蚯蚓和马陆等腐食动物则通过先把物质撕碎成更小的碎片来提供帮助。在生化层面,分解者是通过分泌胞外水解酶和氧化酶来矿化死亡有机物的腐生异养生物,把有机碳、氮、磷和硫转化为自养生物可以利用的形式,分解速率取决于温度、湿度、氧气,以及基质的质量,尤其是碳氮比和木质素含量;真菌在陆地凋落物中主导木质素和纤维素的分解,细菌则在水生和富养分的系统中占据主导地位,以分解者为基础的碎屑食物网所处理的能量,往往比取食食物网还要多。

Example

温带森林中的落叶大约需要$1$到$3$年才能分解完毕,把氮归还给土壤供树木再次利用;新鲜的木屑碳氮比接近$400:1$,因此分解它的微生物会固定土壤中的氮,反而可能使附近的植物因缺氮而"挨饿",而碳氮比接近$25:1$的材料则会迅速分解,并释放出氮。在寒冷、水涝的泥炭地中,分解过程极为缓慢,以至于死去的植物物质能积累数千年之久,储存了全球约三分之一的土壤碳。

Key Insight

能量在生态系统中沿单一方向流动,并以热的形式损耗,而物质却是循环的,分解者正是闭合这一循环的关键环节;因此分解作用大致是陆地向大气释放二氧化碳的最大通量,与朝相反方向进行的光合作用大致相当,这也是为什么这一平衡在气候变暖下的变化,是气候预测中最核心的不确定因素之一。