균류 균류 및 토양 탄소 저장

Mycorrhizal fungi and soil carbon storage
아마니타 spp.

토양 탄소 저장소는 지상 생태계의 중요한 기능이다. 토양은 식물과 대기를 합친 것보다 더 많은 탄소를 함유하고 있다.[1] 토양 탄소 웅덩이를 유지하는 것을 이해하는 것은 지구상 탄소의 현재 분포와 그것이 환경 변화에 어떻게 반응할 것인가를 이해하는 데 중요하다. 식물, 자유생물의 미생물 분해자, 토양 미네랄이 이 탄소 웅덩이에 어떤 영향을 미치는지에 대한 많은 연구가 이루어졌지만, 근래에는 거의 모든 살아있는 식물의 뿌리와 연관되는 근막균류인 근막균류가 이 웅덩이를 유지하는 데 중요한 역할을 할 수 있다는 사실이 밝혀지고 있다. 근막균류에 대한 식물 탄소배분의 측정은 전체 식물 탄소 흡수량의 5~20%로 추정되었으며,[2][3] 일부 생태계에서 근막균류의 바이오매스는 미세한 뿌리의 바이오매스에 필적할 수 있다.[4] 근래 연구에 따르면 근막염균은 스웨덴의 숲이 우거진 섬의 잎사귀와 토양에 저장된 총 탄소의 50~70%를 함유하고 있다.[5] 근막 바이오매스의 토양 탄소 웅덩이로의 전환은 빠른[6] 것으로 생각되며, 일부 생태계에서 살아 있는 탄소가 토양 탄소 웅덩이로 들어가는 지배적인 경로로 보여진다.[7]

아래에는 근막 곰팡이의 다른 측면이 토양 탄소 분해와 저장을 어떻게 변화시킬 수 있는지에 대한 증거의 주요 선들이 설명되어 있다. 분자 및 외관상피균은 혈전생적으로 구별되며 종종 매우 다른 방식으로 기능하기 때문에 별도로 증거를 제시한다.

근막조직의 폐쇄

다음 시리즈의 일부
탄소 순환
Forms of organic matter.webp
지역별
이산화탄소
탄소의 형태
대사 경로
탄소호흡
탄소펌프
탄소 격리
메탄
바이오게화학
리스트

토양 탄소 웅덩이에 대한 근막 곰팡이 입력의 크기에 기초하여, 일부 사람들은 근막 생물량의 반복적인 변동이 토양 탄소 저장량을 예측하는 데 중요할 수 있다고 제안했는데, 이는 토양 탄소에 대한 근막 곰팡이의 기여도가 대기 중으로 돌아오는 속도에 영향을 미치기 때문이다.[8] 아르부근 균류에서만 생성되는 글로말린 복합체는 일부 토양에 축적되는 것으로 밝혀졌으며, 이러한 생태계 내 토양 탄소 풀의 상당 부분이 될 수 있다.[9] 그러나 최근 일련의 실험에서 아르부근 균류의 존재는 토양 탄소의 순손실을 초래하며, 아르부근 균류에서 생성되는 글로말린의 역할에 의문을 제기한다.[10][11] 단백질의 연구는 글로말린 추출에서 고립된 대부분의 단백질들이 근막염 기원이 아니라는 것을 밝혀내었고, 따라서 토양 C 저장소에 대한 이 분자의 기여는 과대평가되었을 가능성이 높다.[12]

랭글리와 헝가테(2003)[13]는 비슷한 논법을 사용하여, 치틴이 완고하다는 가정 하에, ectomycorrhizal 조직에 치틴이 풍부하면 이러한 곰팡이의 분해율을 감소시킬 수 있다고 주장했다. 이 가능성은 최근에 시험되고 반박되었다. 페르난데스와 코이데(2012년)는 치틴이 ectomycorrhizal 조직의 다른 화학성분보다 더 느리게 분해되지 않으며, 치틴 농도는 부정적이 아니라 균류 바이오매스 분해율과 양적으로 상관관계가 있다는 것을 보여준다.[14]

미세한 뿌리분해에 미치는 영향

근막균류는 그들이 식민지화 하는 뿌리에 비해 영양소가 풍부한 구조로, 근막식식별은 분해자가 영양소에 더 많이 접근할 수 있기 때문에 뿌리 분해율이 높아지게 될 가능성이 있다. 로ectomycorrhizal 식민지화 좋은 뿌리 부패율 반면 Pinus edulis 뿌리 크게는 자낭균류 그룹에서ectomycorrhizal 버섯의 식민지화 더 천천히uncolonized 통제 집단보다 분해될 경우 실질적으로 일부 ecosystems,[15]에uncolonized 뿌리에 비해를 증가시킨다는 증거는 이 점에, 모호하다.[16]

식물 분해에 대한 아르부근 근막염의 영향을 실험한 결과, 지상 식물 물질만이 3개월 후 더 빠르게 분해된 반면, 아르부근 근막염균은 뿌리에만 국한되어 있음에도 뿌리 분해는 변하지 않은 것으로 나타났다.[17]

토양집적에 미치는 영향

토양 집적은 토양 미생물에 의해 유기 탄소가 부패하는 것을 물리적으로 보호할 수 있다.[18] 더 많은 골재 형성은 더 많은 토양 탄소 저장소로 이어질 수 있다. 아르부근 균류는 토양 골재 형성을 증가시키고, 골재 형성은 아르부근 균류 단백질 글로말린에 의해 매개될 수 있다는 많은 증거가 있다.[19] 따라서 글로말린 자체가 예외적으로 완강하고 화학적으로 분해에 내성이 있지 않더라도(위에서 설명한 바와 같이) 토양 집적을 촉진하여 다른 유기 물질을 분해로부터 물리적으로 보호함으로써 토양 탄소 저장에 기여할 수 있다. 토양 골재 안정성에 있어 ectomycorrhizal 균의 역할에 관한 정보는 거의 없다. 이 균들을 가두는데 흔히 사용되는 성장기 모래 주머니에서 ectomycorrhizal 균류의 집적이 증가한다는 일화적인 설명은 있지만, 그것들이 밭토양의 골재 형성이나 안정을 촉진한다는 현재의 증거는 없다.[20]

분해 자극(준비)

다음에 대한 시리즈 일부
바이오게화학주기
Rock cycle nps 2.png
물 순환
탄소 순환
영양 사이클
록 사이클
마린 사이클
메탄 사이클
기타 사이클
관련 항목
연구단체

아르부스근 균류는 영양분이 풍부한 패치에서 토양 탄소 분해를 증가시키는 것으로 나타났다.[21] 분자 균류 균류는 이러한 분해를[22] 촉진하기 위한 효소를 생산하는 능력이 부족하다고 생각되기 때문에 일반적으로 프리밍이라고 불리는 과정인 미분자 에너지 기판을 배출하여 자유생물의 분해자 공동체를 자극하여 활동을 증가시킨다고 생각된다. 최근 실험 결과, 아르부근 균류의 존재는 아르부근 균류가 배제되는 토양에 비해 토양탄소 손실을 증가시키며, 아르부근 균류의 풍부함이 클 때 CO2 상승하에서는 차이가 더 큰 것으로 나타났다.[23] Ectomycorrhizal priming에 대한 증거는 아직 확정되지 않았다. 현장 증거는 ectomycorrhizal 균이 토양탄소 저하율을 증가시킬 수 있다는 것을 암시하지만,[24][25] 실험실 실험 결과 미세한 뿌리에서 나오는 배출은 ectomcorrhizal 식민지화가 증가함에 따라 감소한다는 것을 보여주는데,[26] 이는 ectomycorrhizal 균의 풍부함이 프라이밍 효과를 감소시켜야 한다는 것을 시사한다. Brzostek 외 연구진(2012)은 근막염 유형이 다양한 나무의 근막권에서 생성되는 질소 형태의 변화를 보고하지만, 근막염 영장류의 효과는 분리할 수 없었다.[27]

분해 억제

부패에 대한 근막염 억제에 대한 첫 보고는 1971년이었고 뉴질랜드의 외막염 피누스 방사 농장에서 나왔다. 저자들은 뿌리와 근막균류를 제외하면 순수 탄소 손실이 발생했고, 그 결과는 토양 교란 효과로 설명할 수 없다는 것을 보여준다.[28] 제시된 메커니즘은 ectomycorrhizal 균이 영양소를 얻기 위해 독립된 분해자들과 경쟁할 수 있고, 따라서 전체 분해 속도를 제한한다는 것이다. 그 이후로, ectomycorrhizal 균이 자유생존 분해자의 활동과 분해율을 감소시켜 토양 탄소 저장량을 증가시킨다는 다른 보고가 몇 번 있었다.[29][30][31] 최근 이론적 생태계 모델은 균류 균에 의한 유기질소 접근의 확대가 영양소의 한계를 유도하여 자유생존 분해자에 의한 토양탄소의 분해 속도를 늦출 것을 입증했다.[32] 코이데와 우(2003)는 ectomycorrhizal 균이 분해 감소에 미치는 영향이 토양 영양소보다 토양수 경쟁과 더 관련이 있을 수 있다는 강력한 사례를 제시했다.[33]

분자성 균류는 일부 시스템에서도 물이나 영양분을 위해 자유생존 분해제보다 경쟁할 수 있다. 그러나 현재까지 이에 대한 증거는 없으며, 분자성 균류는 자유생존 미생물 분해에 의한 분해율을 감소시키기보다는 오히려 더 자주 증가할 수 있는 것으로 보인다.ers.[34][35]

추가 읽기

토양 탄소 저장 및 분해에서 분자 및 외관상 균류의 역할에 대한 자세한 내용은 주와 밀러 2003,[36][37] Ekblad et al. 2013에서 확인할 수 있으며, 2019년 논문 "분해 제어는 숲-나무 공생의 세계 생물지리학을 촉진한다"[38]에서 확인할 수 있다.

참고 항목

참조

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