樹皮中的微生物如何幫助減緩溫室氣體排放

  • 樹皮中寄居著數兆微生物,它們能夠消耗溫室氣體和有毒污染物。
  • 這些微生物能夠消除甲烷、氫氣和一氧化碳,進而強化森林在氣候中的作用。
  • 地球地殼的全球表面積相當於七大洲的總面積,這大大增加了這個自然過程的範圍。
  • 這項發現為將微生物成分融入歐洲的重新造林、森林管理和城市規劃打開了大門。

有助於去除溫室氣體的樹木和微生物

最近一項科學研究聚焦在森林一個幾乎不為人知的面向: 生活在樹皮中的微生物這些微生物遠非只是空氣中的乘客,它們還能起到額外的清潔作用,幫助去除空氣中的溫室氣體和有毒化合物。

除了眾所周知的樹木能力之外, 透過光合作用捕獲二氧化碳(CO₂)。這項發現表明,樹皮發揮真正的生物過濾器作用。數萬億微生物細胞參與了甲烷和一氧化碳等氣體的消除。 強化森林的作用 在對抗全球暖化的同時,改善空氣品質。

樹皮中隱藏著氣候“超級大國”

樹皮中的微生物還原氣體

這項由澳大利亞莫納什大學和南十字星大學的專家領導的研究,描述了大腦皮層如何容納… 高度特化的微生物群落幾十年來,人們很少關注樹木的功能,儘管每棵樹的表面都含有大量的微生物細胞。

該科研團隊花了五年時間,在澳洲東部不同的生態系統中採集樹皮樣本。 從濕地和高山地區到紅樹林然後,他們運用先進的基因組學和生物地球化學技術來確定這些微生物是什麼,它們的組織結構以及它們究竟以什麼為食。

結果表明,這些微生物中的大多數是 專門適應樹棲生活它們的主要能量來源是影響氣候的氣體。它們不僅利用樹木自身釋放的化合物,也利用大氣中能夠滲透樹皮的氣體。

在它們消耗的底物中,以下幾種尤其突出: 甲烷、氫氣和一氧化碳以及其他揮發性化合物。微生物透過代謝這些氣體,將潛在的有害分子轉化為危害較小的形式,從而降低其對環境的影響。

這一生物過程並不能取代光合作用,而是對其進行補充。當葉片吸收二氧化碳時, 地殼及其微生物能夠處理其他溫室氣體和污染物。擴大了樹木能夠從空氣中去除的物質範圍。

地球的「地殼表面」:一個新的氣候行動者

森林和樹皮作為氣體匯

研究最引人注目的結論之一是: 樹皮的巨大全球維度如果將地球上所有樹木的樹皮表面積加起來,所得面積將相當於七大洲的總面積。換句話說,存在著一種完全由樹皮構成的「第八大陸」。

那巨大的表面發揮著…的作用 生物反應器已在全球銷售。這裡每年可以消耗數百萬噸溫室氣體。這些氣體一部分來自樹幹內部,一部分來自大氣,但無論哪種情況,微生物都起到了額外的碳匯作用。

對研究人員而言,這種機制意味著 重新思考森林在全球氣候平衡中的真正作用到目前為止,人們的關注幾乎完全集中在樹幹和樹葉中保留的生物質和二氧化碳上,但樹皮及其微生物群落為該系統增加了另一層複雜性和效率。

貢獻的具體大小仍在量化中,但估計表明,這種微生物活動可能正在去除空氣中的污染物。 大量的甲烷和其他具有高溫室效應的氣體在應對氣候變遷的背景下,任何有助於實現這一目標的自然過程都具有特殊的意義。

這種方法還需要對某些氣候和氣體循環模型進行審查,這些模型可能 低估了樹木相關微生物的作用整合這些資訊將提高預測的準確性,並有助於設計更精細的緩解策略。

對空氣品質和健康的影響

除了氣候變遷之外,地殼中的微生物還有助於解決一個與公民日常生活息息相關的問題: 城市和近郊環境的空氣污染這些生物能夠利用的氣體之一是一氧化碳,眾所周知,一氧化碳對人類有毒。

一氧化碳是一種無色無味的氣體,當濃度過高時, 可能對您的健康有害某些樹皮微生物能夠消耗和轉化樹皮中的污染物,從而減少樹皮中的污染物含量,並為城市和工業區樹木的存在增添額外的健康價值。

在歐洲,許多城市正在努力應對… 空氣品質差的情況反覆出現這些研究成果將有助於保護和擴大綠地面積。這不僅關乎吸收二氧化碳,也關乎培育能夠減少某些局部污染物的微生物生態系。

研究表明,在規劃城市中心附近的公園、行道樹或植樹造林區時,最好考慮以下因素: 哪些樹種擁有更有效率的微生物群落? 處理有害氣體時。

儘管物種、樹皮類型和微生物組成之間的確切關係仍在研究中,但專家指出: 並非所有樹木都具有相同的氣體去除潛力。這為將歐洲城市的綠色設計與氣候和公共衛生目標結合開闢了一條有趣的研究方向。

歐洲的微生物、樹木和植樹造林政策

這項研究得出的觀點之一是,如果能夠精確地識別出… 哪些樹木聚集了最能消耗溫室氣體的微生物在植樹造林和環境恢復項目中,它們可以優先考慮。

歐盟目前正在推廣以下項目: 大規模植樹造林與森林復育 作為其氣候策略的一部分,將微生物因素納入這些計劃將有助於更精準地選擇物種,並提高長期投資的有效性。

在像西班牙這樣的國家,共存 生態系統非常多樣化,從濕地到地中海森林和山區。利用這些知識的潛力非常廣泛。不同類型的樹皮和環境條件可能有利於具有互補功能的微生物群落的生存。

論文作者建議下一步將是… 更有系統地對樹皮中的微生物群落進行編目 在世界不同地區,研究森林類型、氣候和氣體吸收能力之間的關係。這些資訊對森林管理者和負責制定環境政策的行政部門都非常有用。

隨著更詳細數據的獲取,可能會有進一步的進展。 將微生物因素納入招標、法規和土地利用規劃的技術標準這樣一來,物種的選擇不僅要考慮景觀標準或抗旱性,還要考慮它們的「微生物效率」。

從基礎科學到土地管理

樹木這種氣候「超能力」的發現,是多年研究的結果。 微生物學和生物地球化學基礎研究雖然當時並沒有立即應用的設想,但研究結果開始與當前關於如何自然增強碳彙的討論相吻合。

科學家強調,這並非是將地殼微生物視為…的問題。 解決全球暖化的奇蹟方案但這更像是眾多措施中的一個組成部分。即便如此,了解這些過程仍有助於我們更能利用大自然已有的資源。

同時,這項工作也突顯了… 需要保護成熟的森林和整個生態系統因為相關的微生物群落需要數年時間才能形成並充分發揮其潛力。森林的退化或破碎化不僅影響樹木和野生動物,還會破壞這些微妙而不易察覺的平衡。

在實務中,這類發現可以激勵人心。 將科學與環境規劃結合的新方法從地方層級(公園和綠色走廊的設計)到大規模的森林復育計劃,曾經被視為單純樹皮的東西現在被解讀為具有相關化學和生態作用的活組織。

考慮到樹葉、木材、根係以及相關微生物的共同作用,森林的特徵就更加清晰地展現出來了。 緩解氣候變遷的關鍵自然基礎設施減少某些空氣污染物,增強歐洲地區應對極端事件的能力。

種種跡象表明,從現在開始,我們對待樹木的態度需要更加細緻:僅僅統計種植了多少棵樹或積累了多少生物量是不夠的,我們還應該關注… 在充滿微生物的那層薄薄的地殼裡,究竟發生了什麼事?它悄悄成為對抗溫室氣體的意想不到的盟友。

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