真菌可以幫助松樹(shù)林抵御氣候變化嗎
亞瑟柯南道爾的著名文學(xué)偵探福爾摩斯曾經(jīng)指出“小事是無(wú)限最重要的”。相信阿爾伯塔大學(xué)的研究人員顯然有共同點(diǎn)。無(wú)論他們是想要了解最微小的生活形式,采取小步驟走向重大突破,還是以微妙但深刻的方式影響學(xué)生,研究人員和教育工作者都證明,小事情可以產(chǎn)生重大影響。
lodgepole pine是艾伯塔省美麗,力量和繁榮的最持久的標(biāo)志之一。
他們的大片展示了這個(gè)省最珍貴的景觀 - 在落基山脈的山巒下面,在艾伯塔省的水道邊上,甚至在分割出大片阿爾伯塔大草原時(shí)投下長(zhǎng)長(zhǎng)的陰影。
1984年,lodgepole松樹(shù)被采用作為艾伯塔省的省級(jí)樹(shù)木,主要是因?yàn)樗谑捅话l(fā)現(xiàn)之前很久就在該省的建立中發(fā)揮了經(jīng)濟(jì)作用,并且可能在石油消失之后很久。2015年,艾伯塔省生產(chǎn)了54億美元的林產(chǎn)品,其中大部分是松木。
然而,對(duì)于它所有高聳的力量而言,松樹(shù)的生命,死亡和更新取決于一種獨(dú)特的關(guān)系,這種關(guān)系在這些龐然大物的土壤中通過(guò)成群的小真菌發(fā)揮作用。
令人遺憾的是,松樹(shù),土壤和真菌之間脆弱而復(fù)雜的相互作用受到氣候變化情景的威脅,預(yù)測(cè)森林?jǐn)_動(dòng)的頻率和嚴(yán)重程度會(huì)增加,例如野火,山松甲蟲(chóng)侵襲和植物入侵。了解土壤真菌的功能特性是否可以改善人工松樹(shù)再生,因?yàn)檫B續(xù)的干擾會(huì)破壞森林的再生能力,這是為期三年,加拿大自然科學(xué)和工程研究委員會(huì)加拿大戰(zhàn)略合作伙伴基金會(huì)的一個(gè)研究小組的核心由可再生資源部教授,森林昆蟲(chóng)學(xué)和化學(xué)生態(tài)學(xué)加拿大研究主席Nadir Erbilgin教授領(lǐng)導(dǎo)。
研究森林支持網(wǎng)絡(luò)
森林病理學(xué)家喬納森·科爾(Jonathan Cale)領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究,他解釋說(shuō),土壤中有許多真菌負(fù)責(zé)各種角色,包括黑松松樹(shù)的養(yǎng)分循環(huán)。
例如,共生真菌與松樹(shù)幼苗形成互利關(guān)系。在樹(shù)根上和內(nèi)部生長(zhǎng),真菌作為水的根源的延伸,以及從土壤中獲取和吸收養(yǎng)分。
“樹(shù)苗可以在沒(méi)有[共生真菌]的情況下發(fā)育,但它們的表現(xiàn)很差,”Cale說(shuō),他是一名博士后研究員,與可再生資源同事Erbilgin和Justine Karst,生物科學(xué)研究員James Cahill以及大學(xué)的森林科學(xué)研究人員合作。不列顛哥倫比亞省的項(xiàng)目。“它們實(shí)際上將單個(gè)樹(shù)木和幼苗連接在一起,并將養(yǎng)分從一個(gè)植物匯集到另一個(gè)植物,以提供和支持整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。”
Cale說(shuō),他將要研究的另一組真菌負(fù)責(zé)分解落在土壤上的植物材料,為共生真菌提供營(yíng)養(yǎng)。
每個(gè)土壤真菌群落的反應(yīng)取決于真菌的構(gòu)成以及正在發(fā)生的森林干擾。例如,Cale說(shuō)野火會(huì)燒掉收集在土壤頂部的所有有機(jī)物,這將限制土壤中一些腐爛真菌的食物來(lái)源。另一方面,松樹(shù)甲蟲(chóng)的干擾和由此產(chǎn)生的地面垃圾實(shí)際上對(duì)養(yǎng)分循環(huán)產(chǎn)生相反的,更積極的影響,盡管松甲蟲(chóng)的存在引入了另一組真菌。
“有趣的是,松樹(shù)甲蟲(chóng)帶有整個(gè)真菌群落,其中三種真菌特別是松樹(shù)的病原體。因此殺死樹(shù)木的部分原因是它被這些病原體感染了 - 它是這是一個(gè)疾病和昆蟲(chóng)問(wèn)題。它絕對(duì)令人著迷。“
該領(lǐng)域的研究人員將嘗試用來(lái)自未受干擾的地區(qū)的土壤來(lái)修復(fù)掙扎的土壤 - 真菌群落,而更溫和的實(shí)驗(yàn)正在溫室中進(jìn)行,研究人員正在從各種受干擾的松樹(shù)林中采集的土壤中種植幼苗。
通過(guò)更好地掌握干擾與不同土壤 真菌之間的相互作用,Cale希望他的團(tuán)隊(duì)的研究能夠轉(zhuǎn)變?yōu)樾迯?fù)技術(shù),甚至可能對(duì)松樹(shù)的防御機(jī)制有所了解。
“我們正試圖了解這些真菌群落在這些不同情景下如何變化,以便我們能夠?yàn)樯纸?jīng)營(yíng)者提供資源和建議,以支持未來(lái)在這些改變的干擾情景下重新造林的努力,”Cale說(shuō)。“我們希望利用該地區(qū)已有的生物促進(jìn)健康和快速的森林開(kāi)發(fā),這樣我們就不需要使用化學(xué)品或侵入性的機(jī)械手段。”
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