土壤碳庫(kù)“中轉(zhuǎn)站”：菌根菌絲體的碳儲(chǔ)存

導(dǎo)語(yǔ)：新的研究表明，菌根真菌的地下菌絲體網(wǎng)絡(luò)在世界各地儲(chǔ)存了超過(guò)130億公噸的碳，約占全球每年化石燃料排放量的36%。

四億多年來(lái)，菌根真菌和植物之間建立了互利共生關(guān)系，這對(duì)全球生態(tài)系統(tǒng)的出現(xiàn)和運(yùn)作至關(guān)重要。菌根真菌組成了一個(gè)龐大的地下網(wǎng)絡(luò)，遍布地球上各大洲的草原、森林、道路、花園和房屋。

植物-真菌共生的進(jìn)化與大氣中CO2的減少相吻合 來(lái)源：Current Biology菌根真菌是自然環(huán)境中最重要的生態(tài)土壤生物之一，菌根真菌生活在植物根部，從中獲取必需的碳水化合物和其他的一些物質(zhì)，同時(shí)又向植物的根系提供植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、酶類和水分。廣泛而復(fù)雜的真菌生物網(wǎng)絡(luò)連接著森林與土壤。菌絲體和菌根網(wǎng)絡(luò)在土壤之間傳遞水分和養(yǎng)分。除了這種顯著的營(yíng)養(yǎng)輸送功能外，菌根真菌還可以通過(guò)吸收土壤中的有機(jī)物質(zhì)和水分，促進(jìn)土壤碳的積累。土壤是天然碳匯，類似于植物和海洋。菌根網(wǎng)絡(luò)處理樹(shù)木帶來(lái)的碳。它們捕獲大量的碳并將其保留在土壤中。讓更多的碳遠(yuǎn)離大氣。

人們普遍認(rèn)為菌根真菌可以儲(chǔ)存碳，但對(duì)它們儲(chǔ)存了多少碳并沒(méi)有準(zhǔn)確概念。近日，一項(xiàng)研究表明，菌根真菌是全球土壤碳庫(kù)的重要組成部分。該研究分析了近200個(gè)數(shù)據(jù)集，首次對(duì)植物分配到菌根真菌地下菌絲體的碳進(jìn)行了全球定量估算，以了解在菌根菌絲體全球范圍內(nèi)儲(chǔ)存了多少碳。研究顯示，有超過(guò)130億公噸的碳從植物轉(zhuǎn)移到菌絲體中，將我們腳下的土壤轉(zhuǎn)化為一個(gè)巨大的碳庫(kù)和世界上最有效的碳捕獲儲(chǔ)存單元。

謝菲爾德大學(xué)的Katie Field教授是這項(xiàng)研究的合著者之一：“菌根真菌是碳保護(hù)中的一個(gè)盲點(diǎn)——我們發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)令人吃驚。當(dāng)我們考慮氣候問(wèn)題的解決方案時(shí)，我們也應(yīng)該考慮我們能利用哪些已經(jīng)存在的東西。農(nóng)業(yè)、工業(yè)和其他土地開(kāi)發(fā)正在以驚人的速度破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)，但人們對(duì)破壞土壤群落造成的影響卻知之甚少。當(dāng)我們破壞土壤中古老的生命支持系統(tǒng)時(shí)，我們也破壞了遏制全球變暖的努力，破壞了我們賴以生存的生態(tài)系統(tǒng)?！?/p>

研究人員目前正在調(diào)查真菌在土壤中儲(chǔ)存碳的時(shí)間，并試圖進(jìn)一步探索真菌在地球生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮的作用。

這項(xiàng)研究的主要作者、開(kāi)普敦大學(xué)的Heidi Hawkins博士說(shuō)：“過(guò)去我們一直懷疑可能忽略了某個(gè)重要的碳庫(kù)。人們一直把保護(hù)和恢復(fù)森林作為減緩氣候變化的一種自然方式，但卻很少關(guān)注這些植物在光合作用期間把大量二氧化碳送往菌根真菌地下菌絲體網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程?！?/p>

過(guò)去研究中的另一大空白是菌根真菌影響土壤碳儲(chǔ)存的機(jī)制。這項(xiàng)研究還總結(jié)了真菌影響土壤碳含量的三種主要機(jī)制：有些碳會(huì)保留在菌根結(jié)構(gòu)中；有些會(huì)被分解成小的碳分子，然后與土壤中的顆粒結(jié)合，甚至被植物重新利用；還有一些碳會(huì)在其他微生物或真菌自身的呼吸作用中以二氧化碳?xì)怏w的形式流失。

菌根真菌與土壤碳儲(chǔ)存的機(jī)制圖示 來(lái)源：Current Biology聯(lián)合國(guó)警告說(shuō)，按照目前的變化速度，到2050年，90%的土壤可能會(huì)退化，這不僅會(huì)對(duì)遏制氣候變化和氣溫升高造成災(zāi)難性影響，也會(huì)影響農(nóng)作物和植物的產(chǎn)量。鑒于菌根真菌在減少碳排放方面的關(guān)鍵作用，這項(xiàng)新研究在全球碳循環(huán)和氣候變化研究方面有著重要意義。研究人員呼吁在生物多樣性和保護(hù)政策中多考慮菌根真菌，他們還希望，未來(lái)能把菌根真菌納入全球氣候和碳循環(huán)模型。

參考文獻(xiàn)：

1. Hawkins, Heidi-Jayne; Cargill, Rachael I.M.; Van Nuland, Michael E.; Hagen, Stephen C.; Field, Katie J.; Sheldrake, Merlin; Soudzilovskaia, Nadejda A.; Kiers, E. Toby (June 2023). "Mycorrhizal mycelium as a global carbon pool". Current Biology. 33 (11): R560–R573. doi:10.1016/j.cub.2023.02.027.

2. Mycorrhizal networks: Mechanisms, ecology and modelling. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1749461312000048

3. How mycelium and mycorrhizal networks benefit the forest. https://www.betterplaceforests.com/blog/our-forests/understanding-the-mycelium-and-mycorrhizal-networks/#:~:text=The%20mycelium%20is%20made%20up%20of%20tiny%20threads,exchange%20water%20and%20valuable%20nutrients%20with%20one%20another.

編譯：王家欣

審核：Richard

編輯：Tommy