森林地表之下藏着一个被忽视的秘密：许多植物在远超预期的深度生长出第二套根系，有时深达三英尺（约0.9米）以下。这些根系能获取隐藏的养分储备，并可能锁存碳元素。一项基于美国国家生态观测网络（NEON）深层土壤数据的新研究表明，这类"双峰型"根系系统比此前认知的更普遍，可能在稳定生态系统和应对气候变化方面发挥重要作用。
发表在期刊《自然-通讯》上的这项研究揭示了此前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，研究指出植物运输和储存固定碳的深度可能超过当前认知——根据世界气象组织三月发布的《全球气候状况报告》，当前二氧化碳浓度正处于80万年来的最高水平，这无疑是好消息。
"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。深层更严苛的环境可能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，我们可能忽视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）数据检测根系深度。NEON数据库包含从地表以下6.5英尺（约2米）采集的土壤样本，远超传统生态研究的一英尺（约30厘米）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，涵盖从阿拉斯加苔原到波多黎各雨林等不同气候带和生态系统类型。
科学家的研究聚焦三个核心问题——所有问题都旨在更好地理解植物获取资源的策略及其应对环境变化的适应力：
- 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？
- 与表层土壤相比，细根对深层土壤养分的利用是均衡、不足还是过度？
研究人员发现，近20%的研究生态系统根系在垂直剖面上呈现双峰值分布——这种现象称为"双峰性"。在这些案例中，植物在地下三英尺（约0.9米）深处形成了第二层根系，通常与营养富集层对齐。这表明植物以未知的方式生长以获取额外养分。
"当前对根系的理解字面意义上过于肤浅。在地上，我们拥有鹰眼视角——这得益于卫星和遥感技术。但在地下，我们只有鼹鼠视角，"曾在圣塔菲研究所进行部分研究、并作为斯坦福大学博士后参与工作的前奥米迪亚研究员卢明振指出。"有限的地下视野意味着我们无法充分评估植物在土壤深层储存碳的能力。"
"深层植物根系在特定条件下可能增加土壤碳储量，也可能因刺激土壤微生物而导致其他条件下的碳损失，"合作研究第一作者阿夫尼·马尔霍特拉表示，该配套研究探索了根系分布与土壤碳储量的关联。"这项发现开启了一条新研究路径，帮助我们理解双峰根系模式如何影响养分流动动态、水循环以及土壤长期固碳能力。"
"科学家和政策制定者需要更深入地观察地表以下，因为这些被忽视的深层土壤可能蕴藏着理解和管控快速变化气候中生态系统的关键钥匙，"卢明振总结道。"好消息是，植物可能已经在自然缓解气候变化方面发挥出比我们认知更积极的作用——我们只需更深入挖掘就能充分认识其潜力。"
参与研究的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、美国国家生态观测站网络-巴特尔、太平洋西北国家实验室以及斯坦福大学的研究人员。