生物土壤结皮：地球"活皮肤"面临气候威胁，新研究揭示脆弱性

地球的"活皮肤"——生物土壤结皮，正因气候变化而受到严重威胁，一项最新研究揭示了这一生态系统的脆弱性，同时提供了更好地了解和保护这一重要环境元素的新方法。

研究团队来自宾夕法尼亚州立大学，他们采用了一种创新的方法来评估湿润土壤中微生物活动，从而深入了解生物土壤结皮的关键作用。研究成果近期刊登于《微生物学前沿》杂志。


研究使用共焦扫描激光显微镜拍摄的生物簇截面图，展示了土壤颗粒与蓝藻丝束的交织。这一图像生动地展示了生物土壤结皮的微观结构。

"活皮肤"是指生物土壤结皮，在半干旱地区覆盖着地表约12%的面积。然而，由于气候变化和土地使用的不断扩大，科学家预测未来65年内这一面积可能会减少25%到40%。这项研究的负责人埃斯特尔-库拉多（Estelle Couradeau）指出，这将对全球生态系统和环境产生深远影响。

生物土壤结皮在土壤表面形成一层稳定的生物集合体，具有重要的生态功能。这些微小的生物通过固定碳和氮、循环养分，以及稳定土壤颗粒，起到防止水土流失的关键作用。


研究团队采集生物簇样本进行实验，以深入研究这一生态系统的特性。图片显示研究生瑞安-特雷克斯勒在野外采集样本。

失去生物土壤结皮将导致全球尘埃排放量和沉积量的增加，影响气候、环境和人类健康。在半干旱地区，生物簇面对着极少的雨雪天气，但它们对水的敏感性使得它们能够在短时间内积极活跃，为土壤提供重要生态功能。

为了深入了解生物土壤结皮的微生物群落，研究人员采用了新技术——正交非规范氨基酸标记（BONCAT）与荧光激活细胞分选相结合。通过这种方法，他们揭示了微生物在不同水分条件下的活跃情况，以及它们的多样性和潜在功能。

这项研究提醒我们，生物土壤结皮作为地球的"活皮肤"在维持生态平衡和抵御气候变化方面具有重要作用。对这一生态系统的保护和研究将有助于我们更好地理解和应对当前全球面临的环境挑战。