關鍵概念
生物多樣性
生物學
土壤
無脊椎動物
引言
您喜歡漫步在秋葉堆中，聆聽腳下樹葉的嘎吱聲嗎？您踩踏的這些樹葉實際上可能是一個多種多樣的動植物的家園！掉落在地上的樹葉、樹枝和樹皮碎片構成了落葉層。落葉層是健康土壤的重要組成部分。分解的落葉層將養分釋放到土壤中，並保持土壤溼潤。它也為動物提供了極佳的築巢材料、藏身之處和受保護的場所。這種死亡的有機物質為大量的生物體提供了完美的棲息地，包括蠕蟲、蝸牛、蜘蛛和微觀分解者，如真菌和細菌。因此，落葉層被認為是生物多樣性非常豐富的。
“生物多樣性”是一個概念，指的是從基因水平到物種水平的不同生命形式的多樣性。物種多樣性尤其是一個生物多樣性的子類別，指的是一個集合中代表的不同物種的數量。在您的日常生活中，哪裡可以看到生物多樣性？只需看看窗外！不同型別的樹木、花卉和昆蟲都是生物多樣性群落的例子。
科學家使用各種數學公式和指數來計算生物多樣性。生態系統中生物多樣性的水平被認為表明了生態系統的健康和穩定程度。一般來說，較高的生物多樣性水平表明生態系統健康，能夠很好地支援生命。要了解更多關於生物多樣性的資訊，您可以檢查您附近的落葉層！
背景
在落葉層中發現的大多數微小動物都是無脊椎動物，這意味著它們缺乏脊椎骨。其中一些小生物以落葉層為食，並將其分解成更小的碎片。然後，像細菌和真菌這樣的微觀生物分解落葉層，將其轉化為有益的化學物質和礦物質，這些物質和礦物質可以被植物吸收。
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您可能在落葉層中發現的動物包括蛞蝓和蝸牛、蠕蟲、具有關節腿的動物（如千足蟲和蜈蚣）、蜘蛛和甲蟲。發現的生物體的型別和數量隨一年中的時間而變化。有些動物一生都在土壤和落葉層中度過，而另一些動物只在生命的某些階段在那裡被發現。有些動物專門利用落葉層進行築巢或冬眠。
在這個活動中，您將能夠看到您附近落葉層的生物多樣性水平，以及人類活動如何影響這些水平。
材料
• 一位夥伴
• 一把小鏟子或短柄鏟
• 手套（園藝手套或冬季手套均可）
• 一個大托盤（鋁製托盤效果良好）
• 一個小托盤
• 兩個放大鏡
• 鑷子
• 米尺
• 繩子
• 鉛筆和紙
• 野外指南或識別手冊（可選）
準備工作
• 找到附近的公園或森林進行活動。獲取該區域的地圖。
• 進行這項活動的最佳時間是在秋季。
步驟
• 前往附近的公園或公共森林。找到一個相對未受人類活動干擾的區域。那裡應該有很多落葉、樹枝和樹皮碎片。記住始終要有一位夥伴陪同。
• 一旦您找到一塊合適的落葉層，使用米尺測量出一個一平方米的區域。使用繩子搭建一個粗略的框架。這將用作一平方米的植被取樣框。到目前為止，您在您的取樣區域中看到任何動物了嗎？您認為您會發現多少種類型的動物？
• 將植被取樣框放在地面上，戴上手套，並使用小鏟子收集框架內的所有落葉層和土壤（從地表向下約兩釐米（cm）的深度）。
• 將所有落葉層放入大托盤中。使用手指（但保持戴著手套），鋪開落葉層，使其形成均勻的層。留意小生物！
• 使用放大鏡，您和您的夥伴應該檢查落葉層中是否有蠕蟲、蝸牛、蜘蛛或其他昆蟲。用戴著手套的手指輕輕地篩選落葉層。
• 使用鑷子，輕輕地將任何在落葉層中發現的動物放入小托盤中。您應該找到像蝸牛、蠕蟲和蜘蛛這樣的標本。如果您無法捕捉到所有昆蟲，請不要擔心。
• 使用放大鏡，檢查小動物。它們有多少條腿，如果有的話？它們有外骨骼還是堅硬的外殼？它們的腿看起來是有關節的嗎？科學家使用諸如此類的問題將動物分類到不同的群體中。
• 注意明顯的差異，如顏色、大小和形狀，以區分物種。記錄您可以看到的不同物種的數量。如果您看到許多不同的物種，則生物多樣性很高。如果只有少數物種存在，則生物多樣性很低。
• 將所有標本和落葉層材料放回您最初發現它們的地方。拆卸您的繩索框架。確保您沒有留下任何您帶來的東西！
• 前往另一個有落葉層的位置。但是，這次找到一個人類干擾更多的區域。這些是人們經常使用的區域——例如步行和遠足小徑。
• 重新組裝植被取樣框並將其放在地面上。
• 與前一個位置一樣，收集取樣框內的落葉層和土壤（向下約兩釐米深）。用戴著手套的手指，在大托盤中整理落葉層。將發現的任何標本轉移到小托盤中，並在放大鏡下檢查它們。
• 計算並記錄您在本組中看到的物種數量。如果您看到許多不同的物種，則生物多樣性很高。如果只有少數物種存在，則生物多樣性很低。
• 將所有標本和落葉層材料放回您最初發現它們的地方。再次，確保您沒有留下任何您帶來的東西！
• 哪個區域的生物多樣性水平更高——是人類干擾少的區域還是人類干擾多的區域？您發現了哪些型別的動物？請記住，像真菌和細菌這樣的生物也生活在落葉層中，而且這些生物在沒有顯微鏡的情況下是看不到的。
• 附加內容：與其僅僅計算物種數量，您還可以像真正的研究科學家一樣識別它們！使用“更多探索”部分中列出的二歧式檢索表，您可以將您的標本縮小到科、屬或種的水平！
觀察和結果
在人類干擾多的區域發現的落葉層是否具有較低的生物多樣性？
近年來，生物多樣性顯著喪失，主要由人類活動引起。這種生物多樣性喪失通常發生在大規模範圍內，並且是由於棲息地破壞、入侵物種、過度開發和氣候變化造成的。在人類干擾多的區域，人類活動導致了較低的生物多樣性。人們可能會在地上亂扔垃圾，或者只是踩踏動物。有時，人們可能會向土壤中新增化學肥料和殺蟲劑。這些活動都導致了生物多樣性的喪失。低生物多樣性是不利的，因為這些生態系統需要更長的時間才能從環境變化中恢復。
另一方面，第一個人類活動少的取樣點應該具有較高的生物多樣性水平。較高的生物多樣性水平意味著該地點具有更穩定的生態系統。高生物多樣性也很重要，因為它支援許多生態過程。例如，分解者和小昆蟲的高度生物多樣性對於調節土壤化學、迴圈養分和提供肥沃的土壤非常重要。
更多探索 希望學院落葉層節肢動物檢索表，來自希望學院
落葉層中的生命（pdf- 英文, pdf- 西班牙文），來自美國自然歷史博物館
科學家花費 10 年時間觀察落葉層腐爛，以尋找氣候變化的線索，來自大眾科學 婆羅洲的蜘蛛：落葉層中的蜘蛛，來自大眾科學 本活動由城市科學合作推出