北京
地球表面之下，1100萬(wàn)億公里長(zhǎng)的富含碳的真菌網(wǎng)絡(luò)正與植物根系緊密交織。這是科學(xué)家首次通過(guò)全球數(shù)字地圖，將這顆星球上的菌絲網(wǎng)絡(luò)全貌展現(xiàn)在世人面前。這些真菌不僅與植物交換養(yǎng)分，還參與調(diào)節(jié)地球氣候。
叢枝菌根真菌是一類古老的土壤真菌，廣泛分布于多數(shù)陸地生態(tài)系統(tǒng)中。它們與地球上約70%的植物物種形成共生關(guān)系：為植物提供養(yǎng)分和水分，換取碳元素。地下網(wǎng)絡(luò)保護(hù)學(xué)會(huì)的賈斯汀·斯圖爾特用一個(gè)形象的對(duì)比描述了這種關(guān)系：“有人說(shuō)植物是這些真菌的救星，但這些真菌同樣是植物的救星。如果你沒(méi)有和叢枝菌根真菌共生，那你在植物界就算是個(gè)異類了。”
鑒于真菌的重要性，斯圖爾特和同事決定量化這套隱藏的基礎(chǔ)設(shè)施。團(tuán)隊(duì)成員托比·基爾斯提出了一個(gè)核心問(wèn)題：我們能繪制出地球的地下循環(huán)系統(tǒng)地圖嗎？研究團(tuán)隊(duì)首先分析了來(lái)自全球各地的16000份土壤樣本數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)源自322項(xiàng)過(guò)往研究。他們還利用機(jī)器人成像技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)量了超過(guò)30萬(wàn)條真菌菌絲，以此估算整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的總生物量和碳儲(chǔ)量。隨后，團(tuán)隊(duì)綜合這些數(shù)據(jù)，將估算范圍擴(kuò)展到沙漠、凍原、森林等直接測(cè)量數(shù)據(jù)稀疏或缺失的地區(qū)。
結(jié)果顯示，全球叢枝菌根真菌網(wǎng)絡(luò)中儲(chǔ)存的碳總量，大約相當(dāng)于全人類生物量所含碳的五倍。斯圖爾特指出，這些真菌對(duì)地球的許多功能都至關(guān)重要，例如它們將碳拉到地下，這一過(guò)程對(duì)氣候變化意義重大。研究人員同時(shí)估算，全球約40%的叢枝菌根真菌生活在草地生態(tài)系統(tǒng)中，尤其集中在南蘇丹、佛羅里達(dá)大沼澤地和青藏高原。這個(gè)發(fā)現(xiàn)令人擔(dān)憂，因?yàn)椴莸卣诳焖俎D(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)田。
農(nóng)田土壤中的真菌數(shù)量顯著減少。數(shù)據(jù)顯示，盡管農(nóng)田里植物密集，大規(guī)模作物種植土壤中的菌絲網(wǎng)絡(luò)密度，比未開墾的生態(tài)系統(tǒng)低了約50%。斯圖爾特解釋了可能的原因：殺菌劑會(huì)直接殺死真菌，翻耕會(huì)撕裂菌絲網(wǎng)絡(luò)，而大量使用化肥則可能破壞原本維系共生關(guān)系的養(yǎng)分換碳交易機(jī)制。去年，英國(guó)利茲大學(xué)的勞拉·卡特及其同事揭示了一類廣泛使用的化學(xué)物質(zhì)——唑類抗真菌劑，在農(nóng)田和城市綠地中用來(lái)控制霉病和腐爛病害的同時(shí)，可能正在對(duì)這套地下網(wǎng)絡(luò)造成更深層的影響。
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