Science Advances | 研究揭示气候变化引起菌根共生互作的权衡和有机碳分解！
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2021年7 月 9 日， 国际权威学术期刊Science Advances发表了北卡罗来纳州立大学和南京农业大学胡水金团队的最新相关研究成果，题为Warming and elevated ozone induce tradeoffs between fine roots and mycorrhizal fungi and stimulate organic carbon decomposition的研究论文。结果显示植物地上部分的变化不大，但植物地下部分却出现了一些令人不安的结果，包括无法容纳更多的碳，而是作为温室气体释放到大气中。
研究人员研究了变暖和臭氧水平升高与重要的地下微生物丛枝菌根真菌 (AMF)之间的相互作用，这些生物通过防止土壤有机质分解来促进将碳保持在地下的化学相互作用，从而阻止碳从分解材料中逸出。封存碳的能力对土壤生产力非常重要。AMF存在于大约 80% 生长在陆地上的植物的根部，与植物有着双赢的关系。AMF 从植物中吸收碳，并提供植物生长和发育所需的氮和其他有用的土壤养分。
在这项研究中，研究人员设置了气温升高约 3 摄氏度的大豆实验小区、臭氧水平较高的小区、变暖和臭氧水平较高的小区以及未经修改的对照小区。由此产生的实验表明，变暖和臭氧水平增加使大豆根部变薄，因为它们可以节省资源以获得所需的营养。大豆品种通常对臭氧很敏感。在过去十年中，美国某些地区的臭氧水平一直保持稳定甚至下降，但在快速工业化的地区，例如印度和中国，臭氧水平急剧上升。
臭氧和变暖已被证明对许多作物以及许多草和树造成很大胁迫，臭氧和变暖使植物变弱。植物试图最大限度地吸收养分，因此它们的根变得更细更长，因为它们需要利用足够的土壤来获取资源。这种弱点导致 AMF 减少，根和真菌菌丝更快周转，这会刺激分解并使碳封存更加困难。这些级联事件可能会对地下产生深远的影响，尽管在某些情况下植物地上部分看起来很正常。
令人惊讶的是植物的地上部分并没有受到变暖和臭氧压力的很大影响。对照地块和实验地块中植物叶片的生物量大致相同。更令人惊讶的是，更多的变暖和臭氧改变了定殖大豆植物的 AMF 类型。该研究表明，一种名为Glomus 的 AMF 物种的水平随着变暖和臭氧的增加而降低，而一种名为Paraglomus 的物种则增加。Glomus 保护有机碳免受微生物分解，而Paraglomus 在吸收营养方面更有效。
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