土壤碳库“中转站”：菌根菌丝体的碳储存

导语：新的研究表明，菌根真菌的地下菌丝体网络在世界各地储存了超过130亿公吨的碳，约占全球每年化石燃料排放量的36%。

四亿多年来，菌根真菌和植物之间建立了互利共生关系，这对全球生态系统的出现和运作至关重要。菌根真菌组成了一个庞大的地下网络，遍布地球上各大洲的草原、森林、道路、花园和房屋。

植物-真菌共生的进化与大气中CO2的减少相吻合 来源：Current Biology菌根真菌是自然环境中最重要的生态土壤生物之一，菌根真菌生活在植物根部，从中获取必需的碳水化合物和其他的一些物质，同时又向植物的根系提供植物生长所需的营养物质、酶类和水分。广泛而复杂的真菌生物网络连接着森林与土壤。菌丝体和菌根网络在土壤之间传递水分和养分。除了这种显著的营养输送功能外，菌根真菌还可以通过吸收土壤中的有机物质和水分，促进土壤碳的积累。土壤是天然碳汇，类似于植物和海洋。菌根网络处理树木带来的碳。它们捕获大量的碳并将其保留在土壤中。让更多的碳远离大气。

人们普遍认为菌根真菌可以储存碳，但对它们储存了多少碳并没有准确概念。近日，一项研究表明，菌根真菌是全球土壤碳库的重要组成部分。该研究分析了近200个数据集，首次对植物分配到菌根真菌地下菌丝体的碳进行了全球定量估算，以了解在菌根菌丝体全球范围内储存了多少碳。研究显示，有超过130亿公吨的碳从植物转移到菌丝体中，将我们脚下的土壤转化为一个巨大的碳库和世界上最有效的碳捕获储存单元。

谢菲尔德大学的Katie Field教授是这项研究的合著者之一：“菌根真菌是碳保护中的一个盲点——我们发现的数据令人吃惊。当我们考虑气候问题的解决方案时，我们也应该考虑我们能利用哪些已经存在的东西。农业、工业和其他土地开发正在以惊人的速度破坏土壤生态系统，但人们对破坏土壤群落造成的影响却知之甚少。当我们破坏土壤中古老的生命支持系统时，我们也破坏了遏制全球变暖的努力，破坏了我们赖以生存的生态系统。”

研究人员目前正在调查真菌在土壤中储存碳的时间，并试图进一步探索真菌在地球生态系统中发挥的作用。

这项研究的主要作者、开普敦大学的Heidi Hawkins博士说：“过去我们一直怀疑可能忽略了某个重要的碳库。人们一直把保护和恢复森林作为减缓气候变化的一种自然方式，但却很少关注这些植物在光合作用期间把大量二氧化碳送往菌根真菌地下菌丝体网络的过程。”

过去研究中的另一大空白是菌根真菌影响土壤碳储存的机制。这项研究还总结了真菌影响土壤碳含量的三种主要机制：有些碳会保留在菌根结构中；有些会被分解成小的碳分子，然后与土壤中的颗粒结合，甚至被植物重新利用；还有一些碳会在其他微生物或真菌自身的呼吸作用中以二氧化碳气体的形式流失。

菌根真菌与土壤碳储存的机制图示 来源：Current Biology联合国警告说，按照目前的变化速度，到2050年，90%的土壤可能会退化，这不仅会对遏制气候变化和气温升高造成灾难性影响，也会影响农作物和植物的产量。鉴于菌根真菌在减少碳排放方面的关键作用，这项新研究在全球碳循环和气候变化研究方面有着重要意义。研究人员呼吁在生物多样性和保护政策中多考虑菌根真菌，他们还希望，未来能把菌根真菌纳入全球气候和碳循环模型。

参考文献：

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.

编译：王家欣

审核：Richard

编辑：Tommy