野火正在变得更大、燃烧更剧烈，并且越来越不可预测，对植物和动物物种造成毁灭性打击。现在，研究人员正在研究这些大火如何影响森林中最微小的生物——包括细菌和真菌——并发现一些微生物在强烈野火后会茁壮成长。
上周在预印本服务器bioRxiv上发表的一项研究报告称，在加拿大西北地区和艾伯塔省的北方森林发生严重野火后，几种细菌和真菌物种的种群数量增加。这些研究，以及其他关于烟雾等火灾特征如何影响微生物分布的研究，使研究人员更清楚地了解野火如何改变微生物群落。这可以帮助他们预测生态系统在火灾后的恢复情况。
东兰辛密歇根州立大学的生态系统生态学家杰西卡·米塞尔说：“火灾通常不会破坏微生物群落，而是会改变其组成。”一些细菌和真菌与植物存在共生关系，这通常决定了该地区植物可利用的养分。如果火灾破坏了某些微生物群落，那么依赖它们的植物可能无法在该生态系统中重新建立。
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坚韧不拔
研究人员调查了野火对加拿大两个省份北方森林中细菌和真菌群落的影响。该团队从62个地点采集了土壤样本，其中50个地点在2014年被火灾破坏后大约一年。他们发现，与火灾前相比，Massilia和Arthrobacter属的几种细菌以及Penicillium和Fusicladium属的一些真菌在野火后更为丰富，尤其是在燃烧强度较大的地点。
“我们开始解析对火灾做出反应的生态驱动因素，”该研究的合著者、威斯康星大学麦迪逊分校的土壤生态学家西娅·惠特曼说。
微生物通过分解有机物并为植物吸收准备养分来帮助维持生态系统的健康。某些类型的细菌分解氮和碳，一些真菌物种生活在植物的根端，帮助其宿主从周围土壤中吸收养分和水分。
惠特曼怀疑细菌或真菌快速繁殖、利用可用养分和在高温下生存的能力有助于其在野火后取得成功。一些微生物更适应于分解被火灾化学改变的有机物，而另一些微生物可能会利用新开放的生态位。
向上，向上，飞走
微生物可能利用火灾来殖民新领地的一种方式是搭乘烟雾中灰烬或尘埃的小颗粒。在去年11月发表的一项研究中，莫斯科爱达荷大学的火灾生态学家莱达·科布齐亚和她的团队从佛罗里达州的三次计划性燃烧中采集了烟雾样本，并从爱达荷州森林采集的植被测试中进行实验室燃烧。研究人员发现，烟雾中存在的微生物与环境空气中残留的微生物不同。
科布齐亚说，微生物肯定会被野火烟雾捕获并运输。她怀疑，在某些情况下，烟雾中捕获的固氮细菌可能有助于刺激遥远地区的植物生长。
但是，如果植物病原体的孢子（例如，导致栎树猝死的真菌样生物（Phytophthora ramorum））被大火捕获并运输到有健康树木的地区，这种传播方式可能是有害的。科布齐亚说，消防员和其他紧急人员也可能吸入潜在的有害微生物和过敏原。
在关于野火影响的讨论中，微生物经常被忽视。但是，这些微小的生物在火灾过后定义了它们周围的景观。米塞尔说：“土壤环境中会发生一系列变化，这些变化将有利于或不利于不同的微生物群体。”当整个生态系统都化为灰烬时，微生物决定了恢复之路的第一步。
本文经许可转载，并于2019年1月16日首次发表。