揭示土壤微生物的秘密，以提升氣候預測之準確性
2024/04/10 @國際
摘要
為因應氣候變遷的挑戰，氣候模型預測氣候變化之準確性至關重要，美國能源部的勞倫斯柏克利國家實驗室研究團隊利用微生物基因體建立新型的氣候模型，該模擬顯示，生長速率較慢的微生物於植物生長後期能更有效地儲存碳。同時，該模型改善了植物與微生物間的交互作用模擬方法，並優化微生物影響全球碳循環的預測能力，進而提升氣候預測之準確性。
示意圖
在全球碳循環中，土壤微生物對土壤碳固存的影響發揮關鍵的作用，該微生物群不僅可幫助植物吸收土壤養分、抵抗乾旱、疾病和病蟲害，影響土壤中碳的儲存和分解，以及影響碳儲存於土壤的時間和數量。然而，僅需一克的土壤就可鑑定出超過十億的微生物與數千個物種，大部分微生物尚未被研究過，過去開發的氣候模型僅涵蓋了極少數在實驗室研究中被鑑定確認的微生物種，因此該菌群無法在氣候模型中代表整體的微生物群而導致該模型預測氣候變化之準確率低。
美國能源部的勞倫斯柏克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Lab)研究團隊利用微生物基因體資訊建立新型的氣候模型，透過該模型可使研究人員深入瞭解土壤微生物的功能，以及能夠更好地瞭解土壤微生物如何有效地儲存植物根際部提供的碳源，進而減緩氣候變化的影響。【延伸閱讀】-【增匯】微生物，氣候變遷的潛在解方
該研究團隊應用模型研究加州草原植物和微生物之間的交互作用，並重點分析根際部的微生物群，雖然該部位僅占土壤面積1-2%，但據估計該部位可儲存約30-40%的儲碳量，其他部分的碳則由根部釋放。另該團隊也開發了預測微生物功能的方法，並發現這些關鍵功能會影響微生物利用植物根際部提供碳源和營養素的速度。【延伸閱讀】- 植物如何區分有益微生物和有害微生物
模擬結果顯示，隨著植物生長和碳釋放，根際部的化學成分和微生物功能間之交互作用會對微生物生長產生不同的影響，亦顯示生長速率較慢的微生物於植物生長後期所釋放的碳之利用率高，而使該菌群能夠在土壤中儲存更多的碳。此外，該模型不僅改善了根際部和微生物間之交互作用模擬方式，並優化微生物影響全球碳循環變化之預測能力，提高氣候預測之準確性。【延伸閱讀】- 【減量】微生物蛋白可幫助全球森林砍伐率減半
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