植物不为人知的次生根系正在改写气候应对策略

发表在《自然-通讯》期刊上的这项研究揭示了以往未被认识的根系分布模式，改变了我们对生态系统如何

响应环境条件变化的理解。更重要的是，研究表明植物运输和储存固定碳的位置可能比现有认知更深——在世界气象组织三月发布的《全球气候状况报告》显示二氧化碳浓度达到80万年最高水平的当下，这无疑是个令人振奋的消息。

"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、更长久的碳储存。深层土壤的严苛条件可能阻止以碎屑为食的微生物将碳释放回大气，"纽约大学环境研究系助理教授、该论文第一作者卢明振表示。"我们当前的生态观测和模型通常止步于浅层；由于探测深度不足，可能忽略了深埋地下的天然碳储存机制。"

研究团队利用美国国家生态观测站网络（NEON）数据检验根系深度。NEON数据库包含从地表以下6.5英尺（约2米）处采集的样本，远超传统生态研究的一英尺（约0.3米）深度。这种前所未有的探测深度使研究人员得以发现新的根系分布模式，观测范围覆盖从阿拉斯加苔原到波多黎各雨林的不同气候带与生态系统类型。

科学家的研究聚焦三个核心问题——旨在深入理解植物资源获取策略及其应对环境变化的适应能力：

• 根系丰度如何随深度变化？
• 影响根系垂直分布的因素有哪些？
• 深层土壤养分被细根利用的程度与表层土壤相比是否存在差异？

研究人员发现近20%的研究生态系统存在根系丰度随深度呈现双峰分布的现象。这些案例中，植物在通常超过三英尺（约0.9米）的地下深处形成了第二根系层，且往往与富含养分的土层相吻合。这表明植物通过前所未见的方式生长以获取额外养分。

"现有对根系的认知字面意义上过于肤浅。在地上，我们拥有雄鹰般的视野——这得益于卫星和遥感技术。但在地下，我们的视线如同鼹鼠般有限，"曾在圣塔菲研究所从事部分研究并在斯坦福大学担任博士后研究员的卢明振指出。"有限的地下视野意味着我们无法准确评估植物将碳储存在土壤深处的全部潜力。"

共同作者、探究根系分布与土壤碳储量关联的姊妹研究第一作者阿夫尼·马尔霍特拉表示："深植根系在特定条件下可能增加土壤碳储存，也可能因刺激土壤微生物而在其他条件下导致碳流失。这一发现为探索双峰根系模式如何影响养分流动动态、水循环过程及土壤长期固碳能力开辟了新路径。"

卢明振总结道："科学家和政策制定者需要深入探索地表以下，因为这些被忽视的深层土壤可能蕴藏着理解和治理快速变化气候中生态系统的关键钥匙。好消息是植物可能已比我们意识到的更积极地自然缓解气候变化——我们只需深入挖掘就能充分理解其潜力。"

该研究团队还包括来自波士顿学院、哥伦比亚大学、达特茅斯学院、莫顿植物园、美国国家生态观测站网络-巴特尔、太平洋西北国家实验室及斯坦福大学的研究人员。