走在森林里,就像驶过冰山一样:你看到的只是图景的一小部分。树木将近一半的生物质隐藏在庞大的根系纠缠中,而根系又通常编织成一个由真菌构成的更庞大的网络。这种良性的真菌感染是共生的经典范例,一种对双方都有益的关系。树木可以利用阳光、水和空气制造新的组织,但它们的根系无法从土壤中提取足够的关键营养物质,如氮和磷。真菌产生的消化酶可以释放这些化合物,但它们无法从空气中吸收碳。因此,这两种生物协同合作,真菌从树根获取碳,并提供土壤养分作为回报。
科学家们几十年来一直知道这种关系,但最近的实验揭示了出乎意料的复杂性。其中一项实验由不列颠哥伦比亚省森林部的森林生态学家 Suzanne Simard 在坎卢普斯进行。Simard 被教导认为树木是坚韧、竞争激烈的个体,每棵树都试图向上生长,以获得尽可能多的阳光。但她无法不被树木与真菌之间形成的地下伙伴关系所打动——而且同样的真菌丝线经常连接到其他树木,甚至是其他物种的树木。Simard 说,竞争只能解释这些物种生长(高度、密度)变化中的 10% 到 20%,这让我一直感到困惑。
Simard 的实验显示了树木之间互联互通的程度。她种植了花旗松和桦树的幼苗,让它们感染当地的真菌。一年后,Simard 返回并用帐篷盖住了一些树。被困在阴影中的花旗松光合作用会减少,而阳光下的桦树则会继续吸收正常量的碳。
六周后,Simard 开始追踪树木捕获的碳的去向。她用密封的塑料袋盖住树木,并将装有不同碳同位素的二氧化碳注入袋子中。(同位素是给定元素的原子,具有不同数量的中子。)九天后,Simard 将树木连根拔起,将它们磨成糊状,提取同位素,并测量每棵树中每种同位素的含量。
她发现,一棵树吸收的同位素经常会出现在另一棵树中,而且被遮蔽的树木从阳光充足的邻居那里获取的碳远远多于它们提供的。即使这意味着从桦树吸收的碳并没有流向另一棵桦树,而是流向了一棵花旗松。Simard 只能得出结论,真菌正在管理这些树木,无论物种如何,它都会从健康的树木中提取碳并将其输送到被遮蔽的树木。真菌为被遮蔽的树木提供了 6% 或更多的碳,这最终可能决定了它们能否产生种子或变得贫瘠。
Simard 的研究结果迫使人们重新审视一些传统的生物学观念。例如,标准的进化观——为了资源而进行的个体之间的争夺——如何能与那些将宝贵的碳让给其他物种的树木相协调?Simard 认为,一方面,这种安排有利于真菌:如果树木生长良好,真菌肯定能从中获益。也许树木本身也只能在伙伴关系中进化。一群植物的生存可能取决于个体及其邻居。从严格的进化角度来看,这可能没有意义,但从生态学的角度来看,则不然。
这种视角应该让林业工作者停下来思考。在许多森林中,花旗松是首选树种,而桦树——一种生长迅速的树木,可以遮蔽生长缓慢的花旗松几十年——被视为杂草。但 Simard 说,桦树可能在培育花旗松。“我们认为是杂草的这些物种充当着关键的纽带,一旦我们切断了这些纽带,我们就会影响这些生态系统的稳定性。我们的做法仍然基于森林像花园一样的观念,我们应该除掉我们不想要的东西。但森林远比这复杂得多,我们需要维护这种多样性。”














