تلقي الدراسات العلمية الضوء على الدور المعقد الذي تلعبه ميكروبات التربة في التأثير على النظم الإيكولوجية ومستويات الكربون في الغلاف الجوي والمناخ.
لندن ، 28 مارس ، 2017 - قد يضطر علماء المناخ المحيرون من حركة الكربون بين التربة والهواء إلى التفكير بعمق أكثر في الدور الذي تلعبه ميكروبات التربة - أصغر سكان الكوكب.
وجد فريق بحث للتو أن الميكروبات الموجودة في التربة يمكن أن تخفف في الواقع لون التربة القاحلة تعكس المزيد من الضوء وترتد طاقة الإشعاع مرة أخرى إلى الفضاء.
آخر لديه حددت مصدرا غير متوقع للكربون الجوي: 17٪ من كربون التربة الذي يدخل إلى الغلاف الجوي من سهول الفيضانات يعود أصله إلى الكائنات الحية الدقيقة التي يبلغ عمقها أكثر من مترين.
وقد حددت مجموعة ثالثة بكتيريا التربة التي يمكن أن تساعد النباتات على البقاء على قيد الحياة من الجفاف، وتعزيز غلة المحاصيل في الأراضي الجافة مثل أريزونا وإسرائيل ووادي النيل.
أنواع ميكروبات التربة
في الأساس ، كل الدراسات الثلاث هي تقارير من حدود جديدة. تقريبا النظام البيئي الأقل شهرة على هذا الكوكب هو النظام تحت أقدامنا: قرصة صغيرة من التربة هي موطن لمئات من أنواع الميكروبات ، ويمكن حساب الأرقام في كل قرصة بمليارات.
ما تفعله هذه الكيانات وكيف تتفاعل مع بعضها البعض لا يزال لغزًا يمكن تجميعه معًا.
لذلك ، في جميع الحالات ، فإن البحث غير مكتمل. لكن كل دراسة تمثل جانبا جديدا من تعقيد التفاعلات بين النباتات المزهرة والغلاف الجوي والأساس ، وكل هذه التفاعلات تتوسط فيها الميكروبات.
تغطي الأراضي الجافة 40٪ من مساحة كوكب الأرض. قد تبدو هذه المناطق القاحلة هامدة ، لكن جلد الصحراء حي بمزيج من الطحالب والأشنات البكتيريا الزرقاء التي تشكل قشرة التربة البيولوجية ، أو biocrust.
علماء من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية يكتبون في مجلة التقارير العلمية قاموا بقياس المربعات من هذه البيوكوستوستات على هضبة كولورادو واختبروها بمستويات مختلفة من الدفء وهطول الأمطار.
راقبوا ردود البيوكوستورات ، وحسبوا أيضًا كمية الطاقة الشمسية التي انعكست عليها في الغلاف الجوي.
علماء المناخ يسمي هذا تأثير البياض، وتلعب دورا هاما في نماذج المناخ.
هذا المزيج من المزيد من الدفء والمزيد من المياه حولت الأسطح الداكنة إلى التربة الخفيفة بمعدلات قد تكون كافية لإبطاء معدل الاحتباس الحراري.
"هذه المعلومات هي خطوة مهمة في فهم المناخ ، وقد تكون مفيدة في تطوير نماذج المناخ المستقبلية"
ولكن ، على قدم المساواة ، فإن التحول من الطحالب والأشنة إلى البكتيريا الزرقاء التي تضيء التربة قد يسرع تآكل التربة ، ويقلل من خصوبة التربة ويبطئ إزالة ثاني أكسيد الكربون من غازات الدفيئة من الجو.
يقول أوستن راذرفورد ، عالم الأحياء في جامعة واشنطن: "إن اكتشاف أن تأثيرات تغير المناخ على المواد البيولوجية يمكن أن يعود إلى المناخ في المستقبل هو عامل حاسم لم يتم بحثه في الماضي". جامعة أريزونا، الذي قاد الدراسة.
"هذه المعلومات هي خطوة مهمة في فهم المناخ ، وقد تكون مفيدة في تطوير نماذج المناخ المستقبلية."
المجموعة الثانية تقرير في مجلة فادوس المنطقة أنها تبدو أعمق قليلا من biocrust على السطح.
اكتشف الباحثون قبل ثلاث سنوات أن عمق أعماق السهول الكبرى في أمريكا يكمن في: كنز واسع من التربة القديمة الغنية بالكربون. كان الافتراض أنه ، في الوقت الحالي ، تم دفن هذا الكربون بأمان.
لكن فريق من مختبر لورانس بيركلي الوطني في كاليفورنيا ، قاس تدفق ثاني أكسيد الكربون من سهول الفيضان في نهر كولورادو ووجد أن ما يقرب من خُمس الكربون الذي وصل إلى الغلاف الجوي جاء من ميكروبات التربة المزدحمة في عمق يتراوح بين مترين و 3.5 - مساهمة لم تدرج حتى الآن في نماذج من نظام الأرض.
هذا هو أقل بكثير من عمق التأصيل ، في منطقة فادوز أقل بكثير من التربة السطحية ولكن فوق منسوب المياه. وحتى في هذه المنطقة المفترض أنها خاملة ، لا تزال ميكروبات التربة تلعب دورًا في دورة الحياة.
وفقا لفريق من جامعة شمال أريزونا، يمكن لبعض الميكروبات تلعب أكثر قيمة. العلماء تقرير في مجلة النبات والتربة قاموا بتحليل دراسات 52 من جميع أنحاء العالم للتعرف على القليل من السحر الميكروبي.
المتلاعبين المجهرية
عندما تم تزويد نباتات المحاصيل بالبكتيريا الجذرية المعززة للنمو - الميكروبات التي تستعمر الجذور - زادت غلات الخضراوات والحبوب بنسبة 20٪ إلى 45٪ في حالة جفاف ، مقارنةً بالنباتات التي تسقى جيدًا. لذلك ، بمساعدة مجموعة من المتلاعبين المجهرية ، كانت النباتات التي كانت تكافح من أجل المياه أفضل من النباتات التي كانت تروى.
هذا حقا غير متوقع. أن النباتات تعتمد على ميكروبات التربة للحصول على المواد الغذائية والحماية ضد الآفات معروفة. لكن أحدث الأبحاث تشير إلى أن بعض ميكروبات التربة تمنح تأثيرًا وقائيًا كبيرًا ومثمرًا في أوقات إجهاد النبات بسبب الجفاف.
كيف ولماذا تضفي هذه البكتيريا الجذرية هذه الميزة على مضيفيها النباتيين لغزًا تطوريًا لا يزال يتعين حله بالتجربة.
لكن وفقًا لتقديرات الأمم المتحدة ، فإن العالم يفقد 12 مليون هكتار من الأراضي الصالحة للزراعة بسبب الجفاف والصحراء كل عام ، وبالتالي فإن هذا الاكتشاف يمكن أن يكون ذا قيمة للمزارعين في الأراضي المعرضة للجفاف في وقت بدأت فيه المناخات تتغير. استمر في النمو.
وإعادة الأراضي الجافة المعرضة للخطر إلى الأسطح الخضراء ذات التمثيل الضوئي التي تستهلك الكربون في الغلاف الجوي سيعود بدوره إلى نظام المناخ الكوكبي.
هذا ، في الوقت الحالي ، يبقى مجرد أمل ، وهناك الكثير من الأبحاث التي يتعين القيام بها. لكن ، مرة أخرى ، إنها تذكرة بأن أهم المخلوقات على هذا الكوكب قد تكون الأكثر اضطهاداً: المواطنون غير المرئيين على الأرض تحت أقدامنا. - شبكة أخبار المناخ
