3月2日發(fā)表在PLoS ONE的研究論文 指出，正如大多數科學(xué)家們推定的那樣，土壤中的微生物——有機物對我們地球的碳循環(huán)發(fā)揮著(zhù)重大的影響，但它們很可能不適應地球上的氣候變化。
這個(gè)發(fā)現意味著(zhù)，關(guān)于我們這個(gè)正在變暖星球未來(lái)氣候的很大一部分數據，很難納入目前的計算機模型進(jìn)行研究。
土壤中含有大量的碳，舉例來(lái)說(shuō)，在深林中，通常地表之下的含碳量比樹(shù)冠上更高，這些碳會(huì )發(fā)生哪些變化對于我們這個(gè)星球的未來(lái)有著(zhù)很重要的影響。細菌、真菌和其它微生物是核心成員，它們將土壤中的碳和其它元素轉化成排入大氣中的二氧化碳和其它氣體。
“土壤是環(huán)境變化的重要緩沖系統，而微生物群落是這個(gè)緩沖的基礎。如果微生物群落沒(méi)有起到我們預想的緩沖作用，那么就會(huì )給整個(gè)環(huán)境對氣候變化的適應帶來(lái)問(wèn)題，” 文章的作者凡妮莎·貝利說(shuō)，她是美國能源部西北太平洋國家實(shí)驗室的研究人員。
這項研究是在一項從華盛頓州東部山區移植土壤的耗時(shí)17年的獨特研究基礎上做出的。研究團隊將一部分樣本放置在山腰下500米的地方，那里的環(huán)境比較溫暖、干燥，另一部分樣本位于山腰上500米處，比較涼爽、濕潤的氣候中。17年后，他們在實(shí)驗室分析了兩組“本土”土壤樣本，以及之前放置在兩個(gè)地點(diǎn)的“控制”樣本。
科學(xué)家們分析了微生物群落的組成，他們的酶活性，以及他們的呼吸率——微生物能夠以多快的速度將土壤中的碳轉化成釋放到大氣中的二氧化碳。
科學(xué)家們發(fā)現，即使經(jīng)歷了17年的時(shí)間，微生物的適應性仍然比他們預想的要小。雖然樣本中微生物的組成并沒(méi)有發(fā)生太大變化，兩組移植土壤中的微生物保持了它們在“本土”氣候中的大部分特征，包括它們初始的呼吸率。
但是文章的作者說(shuō)，這個(gè)信息不能讓科學(xué)家們簡(jiǎn)單地假定，微生物會(huì )靈敏地應對氣候變化。
“土壤中的原始生態(tài)環(huán)境在17年后繼續對微生物活性施加深遠影響，這一事實(shí)相當令人驚訝，”這篇文章的合著(zhù)者本·邦德·蘭姆伯蒂說(shuō)，他是美國西北太平洋國家實(shí)驗室(PNNL)和馬里蘭大學(xué)合作共建的研究中心的研究人員。
“我們不能認為，土壤對氣候變化的反應與很多科學(xué)模型假設的方式一樣，”邦德·蘭姆伯蒂補充道。
在他們的研究中，西北太平洋國家實(shí)驗室的科學(xué)家們利用山區的地形優(yōu)勢，在那里氣候變化迅速。僅僅向上500米，溫度平均降低5攝氏度，每年的平均降雨量增加了大約5厘米。這意味著(zhù)在山上較高的地方，有著(zhù)更加豐富的植被，因此微生物群落就有了更多可供利用的碳。
由于濕潤的氣候和富含碳的環(huán)境，因此，將“本土”微生物移動(dòng)到較高地點(diǎn)，微生物呼吸率自然地升高;當它們被移動(dòng)的較低位置時(shí)，到了比較溫暖的地點(diǎn)，它們繼續保持較高的呼吸率。從較低地點(diǎn)移植到較高地點(diǎn)的微生物對于氣溫變化的響應異常地小，雖然生物學(xué)理論和氣候模型預測這種響應應該有很大變化。
“隨著(zhù)我們的氣候變化，所有的微生物都將經(jīng)歷新的條件和更加極端的情況，”土壤微生物學(xué)家貝利說(shuō)�！皻夂蜃兓荒芎�(jiǎn)單地理解為全球變暖，也會(huì )有風(fēng)暴潮、持續的干旱;一些地方的溫和氣候可能會(huì )終止。這項研究讓我們了解到，微生物在不同條件下，如何能平穩渡過(guò)這樣的變化。它們作用可能會(huì )受到不同尋常的抑制�！�
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