導(dǎo) 讀
土壤含有比空氣和植物更多的碳，這意味著即使是土壤碳的微小變化也會(huì)對(duì)地球大氣和氣候產(chǎn)生重大影響。新的研究指向土壤碳含量出乎意料的驅(qū)動(dòng)因素：真菌。
編譯/陳能場(chǎng)（廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所研究員）
來(lái)源：史密森尼熱帶研究所（2014年1月8日）
出處：Smithsonian Tropical Research Institute. 'Fungi may determine the future of soil carbon.' ScienceDaily.ScienceDaily,8January2014. www.sciencedaily.com/releases/2014/01/140108133303.htm
真菌與樹(shù)木根部協(xié)同作用，可能在土壤碳儲(chǔ)存中發(fā)揮重要作用。照片版權(quán)：STRI檔案
當(dāng)科學(xué)家討論全球變化時(shí)，他們經(jīng)常關(guān)注大氣和植被中的碳含量。但土壤中的碳比空氣和植物多。這意味著即使是土壤碳的微小變化也會(huì)對(duì)地球大氣和氣候產(chǎn)生重大影響。史密森尼熱帶研究所（Smithsonian Tropical Research Institute）的科學(xué)家本杰明·特納（Benjamin Turner）及其同事的最新研究指出土壤碳含量出乎意料的驅(qū)動(dòng)因素：真菌。
特納說(shuō)：“這一發(fā)現(xiàn)將土壤生物學(xué)置于討論驅(qū)動(dòng)土壤碳儲(chǔ)量影響因素的爭(zhēng)論焦點(diǎn)和核心，”他與德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校和波士頓大學(xué)的研究人員合作。
以前的研究認(rèn)為土壤退化、氣候和植物生產(chǎn)力是土壤碳含量最重要的三大調(diào)控要素。然而，Turner等研究人員本周（注：2014年1月8日）在Nature上發(fā)表的研究結(jié)果表明，土壤生物學(xué)起著更大的作用。某些類型的共生真菌可以使土壤中的碳增加70％。目前在全球氣候模型中未考慮這些真菌的作用。
大多數(shù)植物與真菌合作，植物提供碳以換取真菌提供的土壤養(yǎng)分。這些互惠互利的關(guān)系大致可以分為三大類：叢枝菌根AM、外生菌根和杜鵑類菌根。 AM共生是最常見(jiàn)的，大約85％的植物有AM共生中，而少數(shù)常見(jiàn)植物是外生菌體和杜鵑類菌根（EEM）共。
在對(duì)來(lái)自全球200多個(gè)土壤剖面的數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳盡的模型運(yùn)行之后，作者發(fā)現(xiàn)支持EEM植物群落的土壤比支持AM主導(dǎo)的植物群落的土壤每單位氮含量多70％。這種效應(yīng)在全球范圍內(nèi)具有重要意義，因?yàn)樗皇苌锪糠e累、溫度、降水量和土壤粘粒含量的影響。
AM和EEM生態(tài)系統(tǒng)土壤碳含量的顯著差異是由于兩種菌根真菌獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的方式的不同。 EEM真菌產(chǎn)生酶，使它們能夠獲得有機(jī)形式的氮，這對(duì)AM真菌是不可用的。通過(guò)對(duì)土壤有機(jī)物中氮消耗，EEM真菌限制了細(xì)菌的活性，降低其對(duì)死的有機(jī)物質(zhì)的分解及其碳返回大氣。 AM生態(tài)系統(tǒng)對(duì)耗碳微生物的增長(zhǎng)限制較少。
“這項(xiàng)研究表明，樹(shù)木和分解者真的通過(guò)這些菌根真菌相連，而且如果不考慮這兩個(gè)群體如何相互作用，你就無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)的碳循環(huán)，” 在德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校，該研究的第一作者、目前是研究生Colin Averill說(shuō)：“我們需要從整體上考慮這些系統(tǒng)?！?/span>
特納說(shuō)，這項(xiàng)研究提供了強(qiáng)有力的證據(jù)來(lái)支持英國(guó)和新西蘭研究人員2011年發(fā)表的理論。結(jié)果表明，森林物種組成的任何廣泛的變化都會(huì)改變土壤中儲(chǔ)存的碳量，并對(duì)大氣二氧化碳濃度產(chǎn)生影響。
特納說(shuō)：“這些發(fā)現(xiàn)將有助于完善地球系統(tǒng)模型，并促進(jìn)對(duì)土壤微生物影響全球碳循環(huán)的程度的爭(zhēng)論。
發(fā)表的文章:Colin Averill, Benjamin L. Turner, Adrien C. Finzi. Mycorrhiza-mediated competition between plants and decomposers drives soil carbon storage. Nature, 2014; DOI: 10.1038/nature12901
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