Kajian saintifik membuktikan cahaya baru pada mikrob tanah tanah peranan kompleks dalam mempengaruhi ekosistem, tahap karbon atmosfera dan iklim.
LONDON, 28 March, 2017 - Ahli sains iklim yang bingung dengan lalu lintas karbon di antara tanah dan udara mungkin perlu berfikir lebih mendalam tentang peranan yang dimainkan oleh mikrob tanah - penduduk terkecil di planet ini.
Satu pasukan penyelidikan baru sahaja mendapati bahawa mikrob tanah sebenarnya dapat meringankan warna tanah tanah gersang, hingga mencerminkan lebih banyak cahaya dan melantun lebih banyak tenaga radiasi ke ruang angkasa.
Satu lagi mengenal pasti sumber karbon atmosfer yang tidak dijangka: 17% daripada karbon tanah yang masuk ke atmosfera dari dataran banjir mempunyai asal-usulnya di antara mikro-organisma pada kedalaman lebih dari dua meter.
Dan kumpulan ketiga telah mengenal pasti bakteria tanah yang boleh membantu tumbuh-tumbuhan bertahan dalam kemarau, dan meningkatkan hasil tanaman di kawasan kering seperti Arizona, Israel dan Lembah Nil.
Spesies mikrob tanah
Pada asasnya, ketiga-tiga kajian adalah laporan dari sempadan baru. Hampir Ekosistem paling tidak diketahui di planet ini adalah yang di bawah kaki kita: sekeping tanah kecil adalah rumah kepada beratus-ratus spesies mikrob, dan angka-angka dalam setiap cubitan dapat dihitung dalam berbilion-bilion.
Apa entiti ini dan bagaimana mereka berinteraksi antara satu sama lain masih teka-teki untuk disusun bersama.
Oleh itu, dalam semua kes, penyelidikan tidak lengkap. Tetapi setiap kajian mewakili aspek baru kerumitan interaksi antara tumbuhan berbunga, atmosfera dan batuan dasar, Dan semua interaksi ini dimediasi oleh mikrob.
Tanah kering meliputi 40% permukaan tanah di planet ini. Zon-zona gersang ini mungkin kelihatan tidak bermaya, tetapi kulit padang pasir masih hidup dengan campuran lumut, lichens dan cyanobacteria yang membentuk kerak tanah biologi, atau biocrust.
Para saintis dari US Geological Survey menulis dalam jurnal Laporan Sains bahawa mereka mengukur dataran biocrusts ini di Dataran Tinggi Colorado dan mengujinya dengan pelbagai tahap kehangatan dan hujan.
Mereka memantau tindak balas bioperubatan, dan mereka juga mengira berapa banyak tenaga suria yang mereka dapat kembali ke atmosfera.
Ahli sains iklim memanggil ini kesan albedo, dan ia memainkan peranan penting dalam model iklim.
Campuran lebih banyak kehangatan dan lebih banyak air mengubah permukaan gelap menjadi cahaya tanah pada kadar yang mungkin cukup untuk memperlambat laju pemanasan global.
"Maklumat ini merupakan langkah penting dalam memahami iklim, dan boleh membantu dalam membangunkan model iklim masa hadapan"
Tetapi, sama sekali, suis dari lumut dan lichens ke cyanobacteria yang meringankan tanah mungkin mempercepatkan hakisan tanah, kesuburan tanah yang lebih rendah dan memperlambat penyingkiran karbon dioksida gas rumah kaca dari atmosfera.
"Penemuan bahawa kesan perubahan iklim kepada biocrusts boleh memberi makan kepada iklim masa depan adalah faktor kritikal yang belum dipertimbangkan pada masa lalu," kata Austin Rutherford, ahli biologi di Universiti Arizona, yang mengetuai kajian itu.
"Maklumat ini merupakan langkah penting dalam memahami iklim, dan boleh membantu dalam membangunkan model iklim masa depan."
Kumpulan kedua laporkan di Jurnal Zon Vadose bahawa mereka kelihatan sedikit lebih mendalam daripada yang biologi di permukaan.
Penyelidik menemui tiga tahun lalu bahawa jauh di bawah Great Plains Amerika terletak a harta karun yang luas dari tanah kuno kaya karbon. Anggapannya adalah, buat masa ini, karbon ini selamat dikebumikan.
Tetapi satu pasukan dari Makmal Kebangsaan Lawrence Berkeley di California mengukur fluks karbon dioksida dari dataran banjir Colorado River dan mendapati bahawa hampir seperlima karbon yang masuk ke atmosfera datang dari mikrob tanah yang sibuk di kedalaman antara dua meter dan 3.5 meter - satu sumbangan tidak termasuk dalam model sistem Bumi.
Ini jauh di bawah kedalaman rooting, di zon vadose jauh di bawah permukaan tanah tetapi di atas meja air. Dan walaupun dalam zon inert ini, mikroba tanah masih memainkan peranan dalam kitaran hidup.
Mengikut pasukan dari Northern Arizona University, sesetengah mikrob boleh memainkan yang lebih bernilai. Saintis lapor jurnal Loji dan Tanah bahawa mereka menganalisis kajian 52 dari seluruh dunia untuk mengenal pasti sedikit sihir mikroba.
Manipulator mikroskopik
Apabila tanaman tanaman disediakan dengan rhizobacteria yang mempromosikan pertumbuhan - mikroba yang menjajah akar - hasil sayur-sayuran dan bijirin meningkat sebanyak 20% kepada 45% dalam kemarau, berbanding dengan tumbuhan yang disiram dengan baik. Oleh itu, dengan bantuan dari satu suite manipulator mikroskopik, tumbuh-tumbuhan yang bergelut untuk air lebih baik daripada yang ditanam.
Ini benar-benar tidak dijangka. Itu tumbuhan bergantung kepada mikrob tanah untuk nutrien dan perlindungan terhadap perosak yang terkenal. Tetapi penyelidikan terkini menunjukkan bahawa mikrob tanah tertentu memberikan kesan perlindungan yang signifikan dan bermanfaat pada masa tekanan tumbuhan oleh kemarau.
Cukup bagaimana dan mengapa rhizobakteria tertentu memberikan kelebihan ini kepada tuan rumah tumbuhan mereka adalah teka-teki evolusi yang masih harus diselesaikan oleh eksperimen.
Tetapi menurut anggaran PBB, dunia kehilangan 12 juta hektar lahan pertanian untuk kemarau dan padang pasir setiap tahun, jadi penemuan ini pada akhirnya dapat menjadi nilai bagi petani di tanah yang rawan kering pada saat iklim mulai berubah, sedangkan angka manusia terus berkembang.
Dan pemulihan tanah kering terdedah kepada hijau, permukaan fotosintesis yang memakan karbon atmosfera akan memakan kembali ke sistem iklim planet.
Itu, buat masa ini, tetap menjadi satu harapan, dan banyak penyelidikan perlu dilakukan. Tetapi, sekali lagi, ini adalah peringatan bahawa makhluk-makhluk yang paling penting di planet ini adalah yang paling lemah: rakyat yang tidak kelihatan tanah di bawah kaki kita. - Rangkaian Berita Iklim
