作者:斯坦福大学泰勒·久保田 2019年8月，胡德山地区公园和圣罗莎保护区的橡树和常青树
信用:加布里埃拉塞尔瓦 在2017年北湾大火之后，加州圣罗莎的金山已经面目全非
烟雾弥漫，烧焦了，埋在灰烬下，除了一些幽灵般的、变黑了的——但仍然活着的——橡树外，这片风景显得荒凉
对于斯坦福大学的研究生加布里埃尔·史密斯来说，这场灾难令人心碎，但它也提供了一个独特的科学机会:一项关于野火对土壤中微生物影响的自然实验，史密斯以真菌的形式对其进行研究
因此，史密斯和他的母亲在寒假期间从圣罗莎特里奥尼-安纳德国家公园和胡德山地区公园和保护区的树木附近的焚烧区收集土壤样本
为了比较，他们还从未燃烧的地方收集了样本
“我想知道这些在外表上看起来被烧毁和破坏的生态系统是如何在一个不太明显的水平上受到影响的——我研究的土壤真菌，”史密斯说，他是人文科学学院生物学副教授卡比尔·皮伊实验室的成员
大多数人通过他们的水果——蘑菇——来了解土壤真菌，但是这些有机体在物理和功能上都有更多的东西
土壤真菌与植物根和其他生活在土壤中的微生物一起工作，在它们的生态系统中发挥着重要作用，包括帮助树木生长和帮助分解
这项研究发表于12月
9在《分子生态学》中，集中讨论了这些公园中的两种生态系统，橡树林和混合常绿林
正如研究人员所料，对几十个土壤样本的分析表明，在没有被烧毁的地区，生态系统中含有不同的土壤真菌
分析还表明，当比较燃烧和未燃烧区域时，橡树林地土壤真菌群落受火灾的影响比常绿林中的要小
这与橡树林地依靠常规的火来茁壮成长的事实相一致，而常绿森林不太依赖火来生存
研究人员通过在一些土壤样本中种植幼苗来继续这项工作——这些结果将在未来的论文中详细描述
他们还希望找到更多解释真菌反应的生理机制
该研究的资深作者皮埃说:“人们对气候变化如何影响火灾的发生频率以及这将如何影响加州未来由火灾引发的生态过程重新产生了兴趣。”
“因此，了解加州以及整个西海岸火情变化将如何影响生态系统的具体细节非常重要
" 看得更深 橡树林地受益于火灾，以至于许多公园，包括特里欧内-安纳德公园，都用规定的烧伤方法来保持橡树的健康
火可以清除落叶和枯枝，为一些种子创造更好的条件，并控制可能导致疾病的昆虫和病原体
最重要的是，火可以防止其他树木——比如那些在常绿森林中发现的树木——侵入橡树林
虽然成熟的常青树可以在火灾中存活，甚至从中受益，但是被侵蚀的幼苗却不能
为了了解2017年的大火是如何改变这两个生态系统中的土壤真菌群落的，史密斯和他的母亲在加州公园管理局的指导下，从特里奥尼-安纳德的12个地点和胡德山的6个地点挖出了顶部10厘米的土壤
当史密斯回家休息时，样品必须进行温度调节
“我们最后不仅填满了我父母的冰箱，还填满了我祖母和我姑姑的冰箱
这项研究的主要作者史密斯说:“我们还安装了一个顶部装载的冷冻箱来保持合适的温度。”
“这项研究得到了大量的家庭支持
" 回到斯坦福实验室，史密斯和露西·艾迪，一个地球系统的合作学生，作为斯坦福生物学夏季本科生研究项目的一部分参与了这个项目，通过脱氧核糖核酸分析确定了每个样本中存在什么真菌
他的发现表明真菌群落对地下火灾的反应反映了它们生态系统的其他部分对地上火灾的反应
史密斯说:“常绿森林中燃烧点和未燃烧点之间的差异比橡树林社区大得多。”
“我们预测这两种生态系统会有所不同，但这种差异的程度实际上超出了我们的预期
" 要理解为什么会出现这种情况，还需要进一步的研究，但研究人员假设，部分原因可能是土壤真菌群落在燃烧时“重置”
这意味着与橡树相关的土壤真菌在两次火灾之间从其重置形态改变的时间更短，而常绿土壤真菌的时间更长，导致在燃烧和未燃烧的常绿森林的土壤中观察到更大的差异
未来的森林 在研究真菌的大部分历史中，研究人员不得不依靠他们在地面上看到的东西，包括蘑菇
但是，越来越多的脱氧核糖核酸测序开辟了这个领域，帮助科学家详细描述各种土壤微生物、植物和生态系统功能之间的复杂关系
然而，关于土壤中微生物多样性的影响，仍存在许多问题——例如，失去一半微生物而不是三分之二或全部微生物的后果，以及除了失去有益于某些植物的微生物之外，失去可能导致这些植物疾病的微生物的净影响
“随着气候变化，火情的强度和频率增加，我们必须了解这些生态系统的生态反应，以确定我们对它们的必要反应，”该论文的合著者埃迪说
“当人们考虑野火的影响时，真菌生态学可能不在首要考虑的范围之内，但是这些地下微生物的相互作用促进和维持了整个生态系统
" 这个从可怕的环境中诞生的项目，可能会产生更多的研究，比如幼苗实验，以及对橡树林地真菌群落如何抵御火灾的进一步研究
“这本来不是加布里埃尔博士的一部分
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项目
皮埃说:“他有先见之明，认识到这不仅仅是个人层面的有趣事情，而且还有很好的智力潜力。”
“像这样的工作可以增进我们对土壤变化的理解，进而改变未来生态系统类型的面貌
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