土壤碳庫“中轉(zhuǎn)站” ：菌根菌絲體的碳儲存

導語：新的研究表明，菌根真菌的地下菌絲體網(wǎng)絡在世界各地儲存了超過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，菌根真菌和植物之間建立了互利共生關(guān)系，這對全球生態(tài)系統(tǒng)的出現(xiàn)和運作至關(guān)重要。菌根真菌組成了一個龐大的地下網(wǎng)絡，遍布地球上各大洲的草原、森林、道路、花園和房屋。

植物-真菌共生的進化與大氣中CO2的減少相吻合 來源：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)，同時又向植物的根系提供植物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)、酶類和水分。廣泛而復雜的真菌生物網(wǎng)絡連接著森林與土壤。菌絲體和菌根網(wǎng)絡在土壤之間傳遞水分和養(yǎng)分。除了這種顯著的營養(yǎng)輸送功能外，菌根真菌還可以通過吸收土壤中的有機物質(zhì)和水分，促進土壤碳的積累。土壤是天然碳匯，類似于植物和海洋。菌根網(wǎng)絡處理樹木帶來的碳。它們捕獲大量的碳并將其保留在土壤中。讓更多的碳遠離大氣。

人們普遍認為菌根真菌可以儲存碳，但對它們儲存了多少碳并沒有準確概念。近日，一項研究表明，菌根真菌是全球土壤碳庫的重要組成部分。該研究分析了近200個數(shù)據(jù)集，首次對植物分配到菌根真菌地下菌絲體的碳進行了全球定量估算，以了解在菌根菌絲體全球范圍內(nèi)儲存了多少碳。研究顯示，有超過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)化為一個巨大的碳庫和世界上最有效的碳捕獲儲存單元。

謝菲爾德大學的Katie Field教授是這項研究的合著者之一：“菌根真菌是碳保護中的一個盲點——我們發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)令人吃驚。當我們考慮氣候問題的解決方案時，我們也應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)和其他土地開發(fā)正在以驚人的速度破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)，但人們對破壞土壤群落造成的影響卻知之甚少。當我們破壞土壤中古老的生命支持系統(tǒng)時，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)。”

研究人員目前正在調(diào)查真菌在土壤中儲存碳的時間，并試圖進一步探索真菌在地球生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮的作用。

這項研究的主要作者、開普敦大學的Heidi Hawkins博士說：“過去我們一直懷疑可能忽略了某個重要的碳庫。人們一直把保護和恢復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)絡的過程?！?/p>

過去研究中的另一大空白是菌根真菌影響土壤碳儲存的機制。這項研究還總結(jié)了真菌影響土壤碳含量的三種主要機制：有些碳會保留在菌根結(jié)構(gòu)中；有些會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；還有一些碳會在其他微生物或真菌自身的呼吸作用中以二氧化碳氣體的形式流失。

菌根真菌與土壤碳儲存的機制圖示 來源：Current Biology

聯(lián)合國警告說，按照目前的變化速度，到2050年，90%的土壤可能會退化，這不僅會對遏制氣候變化和氣溫升高造成災難性影響，也會影響農(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政策中多考慮菌根真菌，他們還希望，未來能把菌根真菌納入全球氣候和碳循環(huán)模型。

（注：本文僅供資訊參考，不代表平臺觀點。）

作者：王家欣 審核：Richard 編輯：Richard
—— 作者系中國生物多樣性保護與綠色發(fā)展基金會（CBCGDF）國際部與北京師范大學-香港浸會大學聯(lián)合國際學院（BNU-HKBU UIC）全球化與發(fā)展（GAD）專業(yè)聯(lián)合發(fā)起的“可持續(xù)發(fā)展人才培養(yǎng)計劃”的學生

【參考鏈接】

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.