土壤支撑着我们所吃的食物，储存水、碳和养分，并为地球上巨大的生命提供栖息地。科学家估计，全球一半以上的生物多样性存在于地下。但土壤生物多样性在全球范围内正在下降，威胁到农业、食品安全和生态系统正常运作的能力。为了调查这个隐秘的世界，苏黎世大学（UZH）和瑞士农业研究的国家卓越中心Agroscope的研究人员于2021年启动了公民科学项目《内裤证明》（Beweisstück Unterhose）。该项目旨在提高人们对土壤生态系统的认识，并生成科学数据。按照相同的标准方法，1,000名志愿者在瑞士约1,000个地点埋下了2,000多条棉质内裤和12,000个茶包。经过两个月，参与者挖掘它们，拍照，并将这些材料连同土壤样本送往实验室进行进一步研究。分解的内裤揭示了土壤活动的情况，发表在《植物，人类，地球》上的研究结果产生了瑞士土壤生物活性的广泛地图。研究人员发现，棉质内裤的分解速度因埋藏地点的不同而有所不同。这种分解速率作为地下生物活动程度的简单指标，当土壤生物更活跃时，它们会更快地分解棉质。私人花园显示分解最快。研究人员还发现这些土壤含有最高的有机物含量，为蚯蚓、真菌、细菌和其他生活在土壤中的生物创造了良好的条件。草坪的土壤生物活动水平最低。农业土地和草地的活动水平介于花园和草坪之间。 土地利用对土壤健康的影响很大。“我们的结果表明，土壤的管理方式可以显著影响土壤生物及其质量，”共同研究负责人、UZH农业生态学教授Marcel van der Heijden说。“健康的、生物活跃的土壤对土壤肥力、养分循环和许多其他生态系统服务至关重要。”研究人员指出，某些做法可以促进土壤生物活动，包括保持土壤永远覆盖、施用堆肥、使用更多样的作物轮作以及减少矿物肥料和农药的使用。在研究的因素中，土地利用对内裤分解速度的影响是最强的。无论一个地点是花园、草地、耕作的田地还是草坪，这些都会比研究人员测量的大多数土壤特征更好地解释分解的差异。化学特性也很重要。例如，养分水平对土壤活性有显著影响。 较快的分解并不总是更好。内裤的快速分解往往与肥沃的土壤和充足的养分供应相关联。对于农业土地而言，这些条件可能是有益的，因为它们有利于植物的生长。“然而，在并非每个生态系统中，最大分解都是可取的，”共同项目负责人、Agroscope生态评估团队负责人Franz Bender说。“在近自然的栖息地，如森林中，极高的养分水平可能表明自然养分平衡的干扰。在花园中，内裤的快速分解也可能表明养分过剩，”Bender说。当这种情况发生时，园丁可能需要考虑他们是否使用了过多的肥料。土壤中的生物活动也受到温度和湿度的强烈影响。如果土壤太冷或太干，土壤生物的活性会大大降低。 土壤健康的“内裤指数”实验显示，埋下棉质内裤可以提供一个简单但实用的方法来比较不同土壤中的生物活动和肥力。研究人员建议创建一个“内裤指数”，可以让公众更容易理解土壤过程，同时引起人们对保护健康土壤重要性的关注。 公民科学家建立国家土壤数据集“内裤证明”项目还突显了公民科学的价值。跨越瑞士约1,000个地点的研究如果没有如此多志愿者的参与将很难进行。由于样本来自全国各个地区，该项目产生了瑞士最全面的土壤生物数据集之一。公众参与的规模也反映在研究的作者署名中。约240名公民科学家被列为出版物的共同作者。作为参与的回报，研究人员向志愿者提供个性化的反馈，包括土壤分析结果、评估工具和可持续土壤管理的建议。