Ectomycorrhizal fungi as a reservoir of salmon-derived nitrogen in riparian forests
这项研究表明，外生菌根真菌是来自太平洋鲑鱼的海源氮的重要生物库，即使在直接的鲑鱼输入停止多年后，仍能吸收并保留这种营养补贴于河岸森林中。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
在阿拉斯加西南部的森林里，每年秋天都会发生一场安静却至关重要的交换。太平洋鲑鱼在营养丰富的海洋中生长多年后，回到它们出生地的溪流中产卵并死亡。它们的身体不仅仅是熊和雕的食物；它们是将海洋养分（尤其是氮）大规模输送到陆地的载体。氮是生命的根本构建模块，对植物生长至关重要，但在寒冷、酸性的北方针叶林土壤中，氮往往十分匮乏。几十年来，科学家们一直知道这种鲑鱼养分的脉冲会为河岸边的树木和土壤提供肥料。然而，拼图中的一个关键部分一直隐藏在地下：真菌的角色。这些呈线状的生物形成了与树根相连的庞大网络，是这些森林中养分的主要守门人。它们通过交换糖分来帮助树木寻找食物，但目前尚不清楚它们是否也充当了鲑鱼氮的“储蓄罐”，将其储存起来并传递下去，还是这些养分只是被冲走或被立即消耗掉了。
一支研究团队致力于揭开这一隐藏在森林中的联系，研究地点位于伍德河系统（Wood River System）周边的森林，具体包括汉森溪（Hansen Creek）、哈皮溪（Happy Creek）和亚科溪（Yako Creek）。二十一年来，科学家们一直在汉森溪进行一项独特的实验，即在产卵季节每年将鲑鱼尸体从溪流的一侧移动到另一侧。这创造了一个“富含鲑鱼”的河岸和一个“贫乏鲑鱼”的河岸，从而可以直观地比较额外的养分如何影响生态系统。研究人员在实验停止两年后的2020年返回了该地点，以观察数十年来额外鲑鱼带来的影响是否依然存在。他们采集了土壤样本、白云杉和白桦树的叶片，以及森林地面上的真菌子实体——即那些从地面冒出的蘑菇——采样范围从水边一直延伸到离水一百米处的内陆。
研究结果显示，鲑鱼留下的遗产确实依然存在，但它走了一条特定的路径。研究人员发现，来自鲑鱼的氮已被森林的真菌网络吸收。事实上，他们估计，在靠近富含鲑鱼河岸附近的真菌蘑菇中，有近百分之三十的氮直接来自鱼类。这是一个重大的发现，因为它表明真菌不仅仅是被动地存在于土壤中；它们会主动捕捉并保留这种海洋养分。这种效应在某些类型的真菌中尤为显著，特别是那些拥有长距离网络、可以在土壤中广泛延伸以寻找食物的真菌。这些形成厚实菌毯和绳状结构的真菌，比那些短程网络的真菌更能有效地留住鲑鱼氮。鲑鱼的信号如此强烈，以至于在最后一次移动处理过的鱼尸两年后，仍能在真菌和树叶中检测到，这证明了这些生物可以长期储存这种养分。
有趣的是，虽然真菌的化学成分显然发生了变化以反映其“鲑鱼饮食”，但树木和土壤本身并未表现出同样剧烈的养分浓度变化。树木并没有显著生长得更快，也没有含有更多的氮，大量土壤看起来也并未变得更肥沃。这表明真菌正充当着一种专门的“储水池”，将鲑鱼氮囤积在自身的组织中，而不是立即将其全部倾倒到土壤或树木中。看起来，真菌正在利用这些额外的食物来构建自己的网络并产生更多的蘑菇，实际上是在为这种养分建立一个“生物银行账户”。研究还强调，科学家测量这些养分的方式需要更加精确。由于真菌与树木之间的养分交换方式非常复杂，会改变氮的化学特征，简单的测量可能会低估实际到达森林的鲑鱼养分量。
研究结果表明，真菌是鲑鱼-养分循环中关键但常被忽视的一部分。它们不仅是旁观者，更是积极的参与者，负责捕捉、储存并可能重新分配这些海洋养分，将其深入输送到森林之中。这种储存能力意味着，即使当鲑鱼种群数量波动或在某个季节鱼群消失时，真菌也可能通过长时间缓慢释放这些养分，在鱼类分解后继续支持森林。随着许多地区的鲑鱼种群面临下降，理解这种真菌“储蓄库”变得日益重要。如果鱼类消失，真菌可能会失去一个至关重要的食物来源，这可能会改变整个森林生态系统的运作方式。这项研究证实，关于鲑鱼与森林的故事不仅关乎树木和水，还关乎地下那张庞大、无形的真菌网，正是它帮助维持着养分循环的运转。
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