导读
如同生物土壤结皮，仙女圈是干旱地区地表一种特殊现象，最新研究表明，澳大利亚的仙女圈是由强降雨、极端高温和蒸发等土壤风化过程引起的。

译者: 陈能场（广东省生态环境技术研究所研究员、中国科协环境生态领域首席传播专家）

日期：2019年2月22日

原题: Researchers get to the bottom of fairy circles

作者：哥廷根大学（University of Göttingen）

出处：https://phys.org/news/2019-02-bottom-fairy-circles.html

挖掘仙女圈。这项研究的三位文章合著者是Todd E. Erickson博士，Hezi Yizhaq博士和MiriamMuñoz-Rojas博士（从左至右）。图片来源：Stephan Getzin

你知道仙女圈吗？

请看下面一组图

仙女圈（图片来自网络，为译者所加）

仙女圈是干旱草原上的圆形缺口，分布在整个景观上非常均匀，仅出现在南部非洲的纳米布沙漠和澳大利亚部分地区。

仙女圈怎么形成的呢？

关于这些异常空间模式的实际原因，从有毒的尤福比亚植物或上升的气体，到蚂蚁、白蚁或植物对稀疏水资源的竞争，各种理论都流传着。来自哥廷根大学、澳大利亚和以色列的科学家现在已经在土壤调查和无人机方面找到了根源。结果表明，澳大利亚的仙女圈是由强降雨、极端高温和蒸发等土壤风化过程引起的。研究人员收集的大量数据反对与地下白蚁结构的因果关系。

迄今为止，只有在非洲西南部的纳米布沙漠和西澳大利亚的矿工城镇纽曼附近才有仙女圈。自1970年代初以来，纳米比亚仙女圈的起源就一直令人困惑，而澳大利亚仙女圈直到2014年才被发现。尽管距离约10,000公里，但两次事件具有相同的空间模式，这使它们成为直接的“亲戚”。

在德国研究基金会（DFG）的支持下，科学家们在纽曼以东48个仙女圈中共挖了154个洞，长度为12公里，以客观、系统地评估白蚁可能产生的影响。在无人机的帮助下，他们绘制了500 x 500米的区域图，以比较典型的仙女圈间隙和典型的植被间隙，例如澳大利亚大部分地区的草白蚁造成的间隙。此外，他们还研究了仙女圈区域和邻近参考区域的土壤条件，那里大片区域都没有杂草生长。

从空中看到的仙女圈。它们在该干旱地区形成了额外的水源，因为雨水流向边缘的草丛。图片来源：Stephan Getzin

哥廷根大学的Stephan Getzin博士解释说：“由草白蚁引起的植被间隙只有仙女圈的一半左右，而有序的则少得多。”“而且在大多数情况下，我们甚至没有发现任何坚硬的地下白蚁在澳大利亚其他地方阻止草类生长。”

然而，据研究人员称，被调查的仙女圈和无植被参考区内的土壤压实度和黏土含量高，表明仙女圈是由非生物过程形成的，例如旋风中的大雨使土壤机械风化、极端热量和蒸发。

“总的来说，我们的研究表明，白蚁构造可以在仙女圈区域内发生，但是白蚁和仙女圈之间的局部相关性没有因果关系，”Getzin解释说。“因此，不需要像白蚁那样的破坏机制来形成独特的仙女圈模式；仅水文植物与土壤的相互作用就足够了。”

迄今为止，在纳米比亚，研究集中在均质景观中的典型仙女圈上。在他们的初步研究中，科学家们将重点放在非典型环境中的非凡仙女圈上，以便更好地了解圈形成的实际阈值条件。他们使用Google Earth的影像发现了不寻常的圆圈，例如直径超过20米的巨大圆圈，排水管线中超过30米长的链状椭圆形圆圈，汽车轨道上的圆圈以及在特别干燥，受干扰或大戟属的地区的圆圈。

Getzin说：“在这里，我们的土壤水分研究表明，在这种变化的条件下，仙女圈作为水库的功能要比在典型的均质条件下（它们井然有序）少。通过这项工作，科学家们打算开辟一个新的主题领域，因为他们希望通过研究“非凡”的仙女圈来进一步了解仙女圈的形成和持久性。

文章：Stephan Getzin et al, A multi-scale study of Australian fairy circles using soil excavations and drone-based image analysis, Ecosphere (2019). DOI: 10.1002/ecs2.2620

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