USU生态学家研究树冠土壤丰度和化学成分

当我们想到土壤时，大多数人都会想到地面上的泥土。但地球上有大量土壤在高于陆地的古老森林的树顶上生长。

这种有机物由腐烂的树叶和树枝、空气中的颗粒物和水分组成，被称为冠层土壤或树木土壤。犹他州立大学生态学家杰西卡·默里说，这项研究相对较新。她是解开浓密、苔藓腐殖质之谜的研究人员之一，腐殖质为昆虫、鸟类、真菌、蠕虫和植物提供了丰富的栖息地，并为碳储存提供了丰富的水库。

默里和来自德克萨斯农工大学、多伦多大学斯卡伯勒分校和伦敦帝国理工学院的同事在 2023 年 7 月 27 日的Geoderma在线版上发布了有关这一神秘资源的新信息。该团队的研究得到了USU、美国农业部国家食品和农业研究所以及加拿大自然科学与工程研究委员会的支持。

“在这项研究中，我们试图了解冠层土壤在哪里发现，哪里最丰富，以及它们的特性 - 以及土壤发育过程 - 是否因气候或其他小尺度因素而有所不同，”默里说， USU生物系和生态学中心的博士生。“这是第一项研究森林冠层土壤分布模式的研究，也是极少数试图研究冠层土壤特性的研究之一。”

默里在哥斯达黎加蒂拉兰山脉和中部火山山脉的六个原始森林地点收集了研究的大部分数据，海拔约 80 英尺，涵盖加勒比海和太平洋斜坡山脉。她的野外装备包括攀岩装备、绳索、安全带和头盔。

“我爬了大约 30 棵树来收集数据，”她说。“到达其中一个地点是我一生中最艰难的徒步旅行。”

穆雷指的是一个被命名为“Puesto 1070”的地点，该地点位于一片连续的原始森林沿线，需要在厚厚的泥浆中从海拔约 1,970 英尺陡峭地跋涉到海拔 3,608 英尺。

“光是徒步到研究地点就花了八个小时，”她说。“我们携带了所有的登山装备、八天的食物、睡袋和采样设备。感谢老天，我们提前完成了该工地，因为凭借我们来之不易的胃口，我们几乎提前完成了食物供应。”

默里说，热带山地森林系统中的树冠特别茂密，有厚厚的苔藓、土壤和丰富的附生植物(生长在其他植物上的植物，通常被称为“空气植物”)，这些植物不是寄生的，也很少或根本没有。依附于其他明显的营养源。

“这就像空中的另一个世界——树冠上充满了植物、昆虫和动物的生命，”她说。“我最初进行了调查，用双筒望远镜从地面评估树冠土壤的丰度。但确实有必要爬到树上才能准确了解正在发生的事情。”

穆雷断言，森林树冠储存的碳比通常认为的要多得多。

“这对我来说是一种粗略的计算，但我准备捍卫这一计算，并渴望进一步调查，”她说。“我认为树冠土壤储存的碳占其所在森林土壤总碳的 0.4% 至 4%，而这并未计入生态系统碳预算。”

在 USU 生物学教授 John Stark 和前 USU 教员 Bonnie Waring 的指导下，后者目前在伦敦帝国理工学院工作，也是该论文的作者。Murray 表示，该团队的研究结果表明，气候和树木大小在冠层土壤丰度、碳含量方面发挥着重要作用。股票和化学。

“气候，特别是雾和温度的变化，似乎会推动整个森林的冠层土壤丰度，而树木的大小决定森林内的冠层土壤丰度，”她说。“我们的研究结果揭示了冠层土壤对气候变化的脆弱性及其下降，可能会导致碳储存资源显着减少。”

此外，她说，恢复这些资源可能需要比预期更长的时间。

“当我们谈论重新造林时，我们不会停下来考虑森林再生和树冠垫再生所需的时间，”默里说。“被野火或开发破坏的恢复森林可能需要几十年的时间才能再生坚固的树冠土壤垫。”