站在白杨树林中，周围环绕着细长的白色树干和在微风中沙沙作响的树叶，很容易只想到树木。

然而，隐藏在根部、土壤和飘动的叶子中的是复杂的真菌网络。这些网络中的一些真菌可以帮助白杨和杨属中密切相关的树木从土壤中吸收水分和养分，而其他真菌可能会导致植物叶子患病。

斯坦福大学最近的研究表明，气候变化将破坏杨树林中有益真菌和有害真菌之间的平衡，因为气温上升和降水模式的变化导致干燥地区有益土壤和根真菌的种类减少，并促进了潜在致病性叶真菌的生长。较湿润的地区。

“如果我们想了解这些微生物群落将如何影响真正重要的生态系统的未来，有很多问题需要回答，”该研究的资深作者、斯坦福大学杜尔学院地球系统科学副教授卡比尔·皮伊(KabirPeay)说。人文与科学学院的可持续性和生物学。

这项新研究以斯坦福大学皮伊实验室十多年来绘制真菌多样性图并了解其与森林未来的关系为基础，对21个州94个树林中与5种杨树相关的真菌多样性进行了分类。

这项发表在11月16日《自然微生物学》杂志上的研究还预测了与杨树相关的不同真菌类群将如何应对气候变化——扩展了该小组过去针对松林共生微生物的研究。

在美国西南部沙漠等极其干燥的地方，作者发现树木往往含有一种独特的菌根真菌，它与植物的根部相连，帮助植物获取水分和营养。

当他们模拟这些地区气候变化下预测的更极端的气温和干旱时，菌根真菌的丰度增加，这表明当缺水时，树木可能会从真菌那里得到额外的帮助来解渴。但在这些干燥的环境中，菌根真菌种类的多样性远不如气候温和的地区，而且如果气温上升，预计还会进一步下降。

结果表明，随着全球变暖给西南部带来越来越炎热和干燥的天气，脆弱的胡杨树可能只剩下更少的真菌共生体可供选择。真菌往往更喜欢潮湿的环境，因此许多物种可能无法应对缺乏水分的情况。

“多样性对于这些系统的稳定性和整体生产力非常重要，因此我们可能会看到真菌多样性下降，这非常令人担忧，”该研究的共同主要作者、斯坦福大学前博士后学者迈克尔·范·纽兰(MichaelVanNuland)说，他现在是该公司的首席数据科学家。地下网络保护协会(SPUN)。

未来的保护

由于分布范围广、能够在各种生态系统中繁衍生息以及野火后快速再生，胡杨树支持了数千种其他物种，在土壤中固存了大量碳，并提供其他重要的生态系统服务。了解胡杨树如何与真菌群落相互作用以及这些关系在未来可能如何变化可以为整个北美的森林保护和恢复提供信息。

例如，如果研究人员能够确定哪些微生物最适合帮助树木在较高的温度下生存，那么就有可能将这些真菌添加到土壤或树叶中，以帮助树木应对气候。它还可以帮助种植工作：由于杨属物种生长迅速，因此被认为是生物燃料的来源。

气候驱动的真菌群落变化可能会影响世界各地森林生态系统的健康，因为大多数树种依赖真菌伙伴关系才能茁壮成长。根部和周围土壤中的菌根真菌不仅帮助树木应对干旱，它们还经常充当贸易伙伴，接受碳以换取树木所需的养分，例如磷和氮。许多其他可能以科学家尚未确定的方式发挥作用。

不断变化的条件，不断变化的社区

为了获得与胡杨树共存的真菌群落的广泛样本，研究人员从亚利桑那州的沙漠和路易斯安那州潮湿的森林到北至加拿大边境的胡杨林中收集了叶子、根和土壤。他们确定了每个样本中存在哪些真菌以及它们的常见程度，总共发现了超过9,500种真菌。

“其中一些杨属物种的地理分布范围很广，”该研究的共同主要作者卡罗琳·道斯博士说，她是斯坦福大学的讲师，在皮伊的实验室进行了博士研究。

“在许多不同的环境条件下观察同一物种——不同的土壤类型、温度、季节性降水——让我们了解了与这些树木相关的真菌的全部多样性，以及树木的个体种群如何在真正不同的环境中生存。环境。”

“我们希望这项工作有助于揭示我们土壤和植物群落中真菌生命的巨大多样性，”皮伊说。“我们无法轻易用肉眼看到它们，但它们对我们周围的世界有着巨大的影响。”