森林地表之下隐藏着一个被忽视的秘密：许多植物的根系远超预期深度——有时深入地下三尺有余——这些深层根系既能汲取隐秘的养分储备，也可能具备固碳潜力。一项利用NEON深层土壤数据的新研究表明，这种"双峰型"根系分布模式比以往认知更为普遍，可能在稳定生态系统和应对气候变化方面发挥着重要作用。
这项发表在《自然·通讯》期刊上的研究揭示了以前未被认识到的生根模式，改变了我们对生态系统如何响应不断变化的环境条件的理解。更重要的是，研究表明，植物可能将固定碳运输并储存到比目前认为的更深的地方——在世界气象组织三月份发布的《全球气候状况报告》指出二氧化碳水平达到80万年来最高点之时，这是一个受欢迎的消息。
"了解植物根系生长位置至关重要，因为更深的根系可能意味着更安全、更长期的碳储存。深处的更严酷条件可能会阻止以碎屑为食的微生物将碳释放回大气层，"纽约大学环境研究系助理教授、该论文的主要作者卢明镇说。"我们目前的生态观测和模型通常停留在浅层；由于探测深度不够，我们可能忽视了地下深处一种天然的碳储存机制。"
研究团队使用国家生态观测网络（NEON）的数据来检查生根深度。NEON数据库包括从地表以下6.5英尺（约1.98米）的土壤中采集的样本，远深于传统生态研究的一英尺深度。这种前所未有的深度使研究人员能够检测到额外的根系模式，涵盖从阿拉斯加苔原到波多黎各雨林的多种气候区和生态系统类型。
科学家的工作集中在三个问题上——所有问题都旨在更好地理解植物的资源获取策略及其响应环境变化的恢复力：
- 根系丰度如何随深度变化？
- 影响根系随深度分布的因素是什么？
- 与表层土壤相比，深层土壤中的养分被细根利用的程度是相等、不足还是过度？
研究人员发现，近20%的研究生态系统中的根系在垂直深度上出现了两次峰值——这种现象称为"双峰性"。在这些情况下，植物发育了第二层更深的根系，通常位于地下三英尺多的地方，并与富含营养的土壤层对齐。这表明植物以以前未知的方式生长以获取额外的养分。
"目前对根系的理解确实太浅了。在地上，由于卫星和遥感技术，我们拥有鹰的视野。但在底下，我们只有鼹鼠的视力，"卢明镇观察到。他曾是Omidyar研究员，在圣菲研究所进行了这项研究的部分工作，并在斯坦福大学做过博士后。"我们有限的地下视野意味着我们无法估计植物在土壤深层储存碳的全部能力。"
"深根植物在某些条件下可能导致土壤碳储量增加，或者由于刺激土壤微生物而在其他条件下导致碳损失，"合著者阿夫尼·马尔霍特拉建议道，她是一项关于根系分布与土壤碳储量之间关系的配套研究的主要作者。"这一发现开启了一个新的探究途径，即双峰生根模式如何影响养分流动、水循环的动态以及土壤长期储存碳的能力。"
"科学家和政策制定者需要更深入地观察地球表面以下，因为这些被忽视的深层土壤层可能蕴藏着在快速变化的气候中理解和管理生态系统的关键，"卢明镇总结道。"好消息是，植物可能已经比我们意识到的更积极地自然缓解气候变化——我们只是需要更深入地挖掘以充分了解它们的潜力。"
这项研究还包括来自波士顿学院、哥伦比亚大学、达特茅斯学院、莫顿树木园、国家生态观测网络-巴特尔、太平洋西北国家实验室和斯坦福大学的研究人员。