地球地下真菌网络的线丝总长，足够延伸到太阳系之外

作者： Wyatt Myskow
原文标题： Threads of Earth's Underground Fungal Networks Are Long Enough to Reach Beyond the Solar System
来源： Inside Climate News
发布日期： 2026-06-11

Mojave Desert 沙漠取样

图 1：SPUN 研究员 Jinsu Elhance 在 Mojave Desert 采集土壤样本，以分析地下菌根真菌网络。

据周四发表在《科学》（Science）上的新研究，全球地下隐藏着1.1亿公里的丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi）网络——这些超细丝线组成的网络如果连成一条直线，其长度几乎是地球到太阳距离的10亿倍。

此前研究发现，这些真菌群落与植物根部形成密切关系，它们为植物提供磷和氮等养分，换取碳，每年这些网络在地下封存10亿吨碳。如果真菌网络没有储存这些碳，它们本会加热大气。

但直到现在，这些网络才被全球性地绘制出来。这项由地下网络保护协会（Society for the Protection of Underground Networks, SPUN）领导的新研究，该组织旨在绘制菌根真菌网络，结合了文献综述、全球土壤样本、机器学习和实验室测试，来估算这些系统的分布和质量，并绘制出它们密度最大的区域。

Toby Kiers 在不丹

图 2：SPUN 联合创始人、执行董事 Toby Kiers 在不丹考察地下真菌网络。

“这是我们从知道这个系统存在，到真正知道它在哪里、密度如何以及它曾经在哪里的时刻，”SPUN 执行主任兼联合创始人、该研究的合著者 Toby Kiers 说。

几十年来，研究人员已经知道丛枝菌根真菌与全球约80%的植物物种形成密切的共生关系，并且几乎在所有有植物的地方都能找到它们。但这些网络的范围及其最密集的区域（如草原）以及正在丧失的区域（如农业区）直到现在才被充分了解。

“[这项研究]帮助我们认识到这些地下生物对我们所看到的地上一切事物的重要性，”堪萨斯大学（University of Kansas）生态与进化生物学教授 James Bever 说，他研究植物与土壤中微生物（如真菌）之间的相互作用，但并未参与这项新研究。

SPUN 的进化生态学家、该研究的主要作者 Justin Stewart 说，他们团队先前关于真菌生物多样性的研究类似于要求某人描述家门外的森林。

“他们可能会说‘那里有三种树’。那很好。这告诉了我生物多样性，”他说，“但你实际上不知道森林有多大，树之间的距离有多远。你没有关于其结构的信息。”

菌根真菌网络由菌丝（hyphae）组成，每根菌丝比人的一根头发还细。这些活的管道在植物和真菌之间运输养分和碳。

由于菌丝又长又细，Stewart 说，它们能比根更深地伸入土壤，获取植物无法触及的地下深处的养分，同时将碳储存在土壤中，在适当条件下可以长期保存。

“你得到了双赢，”Stewart 说。“植物生长得更好，碳也被吸收。这一切都取决于密集的真菌网络和活跃、有生命的土壤。”

量化这些真菌网络始于对现有菌根真菌研究的回顾。这些研究包含了来自世界各地生态系统的1.6万个核心样本，以了解一定体积土壤中真菌丝的长度。每个样本都有地理定位，团队由此能够使用机器学习创建全球真菌网络的预测地图，并确定模型表现良好的区域以及需要更多数据的不确定性区域。

Justin Stewart 在 Tucson 取样

图 3：SPUN 进化生态学家 Justin Stewart 在 Tucson 采集土壤样本，估算地下菌根真菌分布。

与阿姆斯特丹的研究机构 AMOLF 合作，他们开发了一种技术，使用带有摄像头的机器人记录实验室中真菌网络随时间生长的过程，以更准确地估算其宽度。由此，团队能够计算出网络的质量，大约是地球上所有人类重量的五倍。

Stewart 说，这项研究只覆盖了活的丛枝菌根真菌网络，不包括死的真菌网络，而这些死网络也有助于储存碳，并增加总生物量和对生态系统的影响。对死真菌网络的研究仍在探索中。

研究还发现这些网络最受威胁的地方。农田中的真菌网络密度大约是野生生态系统的一半。同时，野生草原生态系统拥有全球约40%的丛枝菌根生物量。然而，这些草原是地球上受保护最少的生态系统之一，它们被改造成农田的速度是森林的四倍，这对这些网络及其给植物生命和碳储存带来的益处构成了潜在威胁。

SPUN 的先前研究发现，全球90%的真菌群落未受保护，许多生态系统，如美国西南部的沙漠，研究不足。

研究人员说，接下来需要探索究竟是什么导致了菌根真菌的损失，以及这种下降的后果，这就是为什么 SPUN 团队将参加今年的联合国气候变化大会——COP31，向政策制定者介绍这些网络的重要性及其在保护生态系统和封存碳方面可能发挥的作用。

在基层更深入地了解菌根真菌是关键，该研究的合著者、AMOLF 生物物理学家 Corentin Bisot 说。

“我们仍然远未完全理解，如果你旁边有一片草原，你想在那里增加微生物和真菌，该怎么做，”Bisot 说。“我们没有现成的工具箱供你使用。”

Stewart 说，这项研究只是第一张地图。就像西班牙人最初绘制加利福尼亚的地图——那时他们把该州画成了一个岛屿，他说，关于全球真菌网络密度的新发现将不断涌现，以增进公众对它们的了解。

David Sassoon 创始人兼出版人

关于作者

Wyatt Myskow 报道美国西部的干旱、生物多样性和可再生能源转型。他常驻凤凰城，此前曾为《亚利桑那共和报》（The Arizona Republic）和《高等教育纪事报》（The Chronicle of Higher Education）撰稿。Wyatt 自出生起就生活在西南部，毕业于亚利桑那州立大学（Arizona State University），获得新闻学学士学位。