2016年2月24日
土壤中高浓度的二氧化碳气体可以长期改变生活在土壤中的生物群落。与此同时，它改变了这个生态系统中的过程，比如地下碳循环和碳储存。
长期以来被认为是对生命有敌意的被分析的摩菲特之一。工作人员:Felix Beulig
这些是来自耶拿大学和格赖夫斯瓦尔德大学(德国)、维也纳大学(奥地利)、奥斯陆大学(挪威)、马克斯-普朗克生物地球化学研究所和德国综合生物多样性研究中心(iDiv)的一个研究小组的研究结果。该研究结果发表在科学杂志《自然微生物学》的第一版上。
在他们的研究中，研究人员分析了自然二氧化碳源(mofette)和比较土壤中的土壤生物和生物地球化学循环。这些结果可以得出关于地下二氧化碳储存中可能泄漏的影响的结论，这可能会改变地下的食物网和新陈代谢。
全球变暖的程度越明显，寻找避免大气中二氧化碳浓度进一步增加的可能方法的压力就越大。与此同时，人们正在讨论这种温室气体的剥离和地下储存。但是这种储存的影响和风险是什么呢?
如果这样的存储泄漏会发生什么，可以通过实际实验来证明。因此，在过去的几年里，捷克温泉三角的一个小山谷变成了一种露天实验室。原因如下:在这个地方，二氧化碳在所谓的mofettes中大量自然地从深处流出。高二氧化碳浓度的影响可以根据火山活动的后续影响进行研究，而无需人类干预自然。健康水疗中心如Karlovy Vary(卡尔斯巴德)，Mariánské Lázne (Marienbad)或frantirkovy Lázn?(Franzensbad)，还有萨克森州的温泉小镇Bad Elster和Bad Brambach，它们的存在要归功于早期的火山活动。
在德国耶拿弗里德里希·席勒大学水生微生物学教授Kirsten Küsel的领导下，一组科学家仔细观察了一个mofette周围的土壤区域，其中的空气几乎由纯二氧化碳组成。从2012年到2014年，研究人员每年收集三次样本。然后，他们将这些样本与几米外二氧化碳浓度没有增加的土壤样本进行了比较。耶拿Friedrich Schiller大学的Felix Beulig博士同时在丹麦奥胡斯大学工作，他报告说:“在mofette的土壤中，我们发现了更多的有机物质——死亡植物和动物的遗骸，通常是由小型土壤动物和单细胞生物、细菌和真菌分解的。”通过现代化学和分子生物学方法，研究人员发现了引发这种变化的机制:二氧化碳极大地改变了土壤中的生活条件，土壤动物被排除在外，微生物群落朝着更少多样性但更高度特化的物种发展。因此，土壤中的食物网在降解积聚在土壤中的有机物质时效率降低。此外，同位素测量能够显示有机土壤物质中大量的碳来自地球的地幔。植物和微生物早些时候从泄漏的二氧化碳中吸收了这种物质。
所谓的“组学”方法允许研究人员在分析中考虑所有土壤生物的全部遗传信息(DNA和RNA)。此外，研究小组还可以评估哪些遗传信息在当时被积极利用。因此，可以考虑土壤生物地球化学循环对有机碳的储存和降解的影响。耶拿大学和iDiv的Kirsten Küsel教授解释说:“从我们的结果来看，我们可以得出这样的结论:从长远来看，极高浓度的二氧化碳将改变土壤中的食物网和新陈代谢。”来自美国加利福尼亚大学的Joshua Schimel教授在发表在《自然微生物学》同一版的评论中也指出了结合“组学”和生物地球化学方法的综合分析。
被分析的莫费特是一个极端的栖息地，长期以来被认为是对生命有害的。不过，早在去年，研究小组就能够证明，那里的适应性很强的生物非常喜欢它。这项新研究为生物群落和土壤中碳动态之间的复杂相关性提供了见解。研究结果将有助于评估地下二氧化碳储存的环境风险。
来源:http://www.uni-jena.de/