随着地球变暖,真菌对于储存土壤中的碳可能至关重要

当谈到在地下储存碳时,真菌可能是关键。

土壤是一个巨大的碳库,其碳含量约为地球大气层的三倍。这种碳储存背后的秘密是微生物,例如细菌和一些真菌,它们将死亡和腐烂的物质转化为富含碳的土壤。

但并非土壤微生物产生的所有碳化合物都是相同的。有些可以在土壤中保存数十年甚至数百年,而另一些则很快被微生物消耗并转化为二氧化碳,散失到大气中。现在,一项研究表明,在实验室实验中种植的富含真菌的土壤在加热时释放的二氧化碳比其他土壤更少。

微生态学家 Luiz Domeignoz-Horta 及其同事于 11 月 6 日在《自然》杂志上报告称,结果表明真菌对于形成固碳土壤至关重要。ISME 通讯 .

多梅尼奥斯 - 奥尔塔说,谁在使土壤变得重要。

这项研究发表之际,一些科学家警告称,气候变化可能会导致更多的碳从地下释放到大气中,从而进一步加剧全球变暖。研究人员发现,气温上升会导致土壤微生物数量激增,从而迅速耗尽易于消化的碳化合物。这迫使生物体转向更古老、更有弹性的碳储存,将很久以前储存的碳转化为二氧化碳。

由于气温上升、集约化农业和森林消失对土壤微生物群落造成的损害,一些计算机模型表明,到 2100 年,土壤中的碳含量将比之前的模拟预期减少 40%( 序列号 : 2016 年 9 月 22 日 )。

为了看看科学家是否可以诱导土壤储存更多的碳,研究人员需要了解是什么让土壤微生物活动。但这不是一个简单的任务。“有人说土壤是地球上最复杂的基质,”华盛顿州里奇兰太平洋西北国家实验室的生态学家克尔斯滕·霍夫莫克尔(Kirsten Hofmockel)说,他没有参与这项研究。

为了简化问题,苏黎世大学的多梅尼奥斯 - 奥尔塔和同事在实验室里自己种植泥土。研究人员从森林土壤中分离出真菌和细菌,并在培养皿中培养这些群落的五种组合,其中包括一些仅是细菌或真菌的家园。研究人员以单糖为食维持这些微生物,并让它们搅拌土壤四个月。然后研究小组加热不同的土壤,看看产生了多少二氧化碳。

研究人员发现,细菌是形成土壤的主要驱动力,但富含真菌的土壤在加热时产生的二氧化碳比仅由细菌形成的土壤要少。为什么还不清楚。多梅尼奥斯 - 奥尔塔说,一种可能性是真菌可能会产生酶,即构建或分解其他分子的蛋白质,而细菌无法自行制造这种酶。这些真菌衍生的化合物可能为细菌提供不同的构建土壤的构件,最终可能会产生在土壤中具有更长保质期的碳化合物。

实验室种植的土壤中发生的情况可能与现实世界中的情况不同。但霍夫莫克尔说,这项新研究是了解碳如何长期被锁定的重要一步。此类信息有一天可以帮助研究人员开发技术,以确保更多的碳在地下停留更长时间,从而有助于减少大气中的二氧化碳含量。

“如果我们能够将碳储存在地下五年,那就是朝着正确方向迈出了一步,”霍夫莫克尔说。“但如果我们能够在土壤中保持稳定的碳几个世纪甚至几千年,那就是一个解决方案。”

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