真菌可能决定土壤碳的未来

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土壤含有比空气和植物更多的碳，这意味着即使是土壤碳的微小变化也会对地球大气和气候产生重大影响。新的研究指向土壤碳含量出乎意料的驱动因素：真菌。

编译/陈能场（广东省生态环境与土壤研究所研究员）

来源：史密森尼热带研究所（2014年1月8日）

出处：Smithsonian Tropical Research Institute. "Fungi may determine the future of soil carbon." ScienceDaily.ScienceDaily,8January2014. www.sciencedaily.com/releases/2014/01/140108133303.htm

真菌与树木根部协同作用，可能在土壤碳储存中发挥重要作用。照片版权：STRI档案

当科学家讨论全球变化时，他们经常关注大气和植被中的碳含量。但土壤中的碳比空气和植物多。这意味着即使是土壤碳的微小变化也会对地球大气和气候产生重大影响。史密森尼热带研究所（Smithsonian Tropical Research Institute）的科学家本杰明•特纳（Benjamin Turner）及其同事的最新研究指出土壤碳含量出乎意料的驱动因素：真菌。

特纳说：“这一发现将土壤生物学置于讨论驱动土壤碳储量影响因素的争论焦点和核心，”他与德克萨斯大学奥斯汀分校和波士顿大学的研究人员合作。

以前的研究认为土壤退化、气候和植物生产力是土壤碳含量最重要的三大调控要素。然而，Turner等研究人员本周（注：2014年1月8日）在Nature上发表的研究结果表明，土壤生物学起着更大的作用。某些类型的共生真菌可以使土壤中的碳增加70％。目前在全球气候模型中未考虑这些真菌的作用。

大多数植物与真菌合作，植物提供碳以换取真菌提供的土壤养分。这些互惠互利的关系大致可以分为三大类：丛枝菌根AM、外生菌根和杜鹃类菌根。 AM共生是最常见的，大约85％的植物有AM共生中，而少数常见植物是外生菌体和杜鹃类菌根（EEM）共。

在对来自全球200多个土壤剖面的数据进行了详尽的模型运行之后，作者发现支持EEM植物群落的土壤比支持AM主导的植物群落的土壤每单位氮含量多70％。这种效应在全球范围内具有重要意义，因为它不受生物量积累、温度、降水量和土壤粘粒含量的影响。

AM和EEM生态系统土壤碳含量的显着差异是由于两种菌根真菌获得营养物质的方式的不同。 EEM真菌产生酶，使它们能够获得有机形式的氮，这对AM真菌是不可用的。通过对土壤有机物中氮消耗，EEM真菌限制了细菌的活性，降低其对死的有机物质的分解及其碳返回大气。 AM生态系统对耗碳微生物的增长限制较少。

 “这项研究表明，树木和分解者真的通过这些菌根真菌相连，而且如果不考虑这两个群体如何相互作用，你就无法准确预测未来的碳循环，” 在德克萨斯大学奥斯汀分校，该研究的第一作者、目前是研究生Colin Averill说：“我们需要从整体上考虑这些系统。”

特纳说，这项研究提供了强有力的证据来支持英国和新西兰研究人员2011年发表的理论。结果表明，森林物种组成的任何广泛的变化都会改变土壤中储存的碳量，并对大气二氧化碳浓度产生影响。

特纳说：“这些发现将有助于完善地球系统模型，并促进对土壤微生物影响全球碳循环的程度的争论。

发表的文章:Colin Averill, Benjamin L. Turner, Adrien C. Finzi. Mycorrhiza-mediated competition between plants and decomposers drives soil carbon storage. Nature, 2014; DOI: 10.1038/nature12901 

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