微生物虽小但威力巨大为什么微生物可以成为气候解决方案的一部分

旨在减少甲烷排放的策略可能会达不到目标，因为这个难题中一个微小但关键的部分经常被忽视——微生物。

“它们是所有生命形式中最丰富的，但我们却低估了它们，因为它们不是我们可见世界的一部分，”加拿大气候变化微生物学研究主席、理学院教授丽莎·斯坦(LisaStein)说。

根据发表在《科学》杂志上的一篇前瞻性论文，微生物群落通常会通过产生另一种温室气体一氧化二氮来应对减少甲烷排放的努力。这可能会减轻甚至抵消这些减排策略的积极影响。

“我们必须确保，当我们研究减轻温室气体排放的策略时，我们要考虑更广泛的情况，”斯坦说。

为了更好地理解这一微生物过程是如何展开的，我们来看看农民种植农作物的例子。农民希望确保他们的植物拥有最好的生长环境，因此他们在田地里大量撒播尿素或氨基肥料产品。但在植物能够完全吸收之前，土壤中的微生物就开始寻找食物。

“每次施肥土壤时，它们都会举行感恩节宴会，然后它们会产生气体并排放一氧化二氮，”斯坦说。她解释说，土壤一开始含有足够的氧气，可以进行正常的微生物过程。但是，当“我们施肥或灌溉土壤时，氧气就会减少，从而改变微生物的新陈代谢方式，产生更多的温室气体。”

在导致气候变化的温室气体中，甲烷和一氧化二氮排在二氧化碳之后，是第二和第三大罪魁祸首。它们吸收热量的效率也比二氧化碳高：甲烷在20年的时间尺度上可以吸收大约80倍的热量，而一氧化二氮在100年的时间尺度上可以吸收大约300倍的热量。

斯坦说：“当我们谈论温室效应时，我们指的是人类活动向大气排放的这些气体就像一张毯子。”理论上，照射到地球上的阳光会被反射回太空，但实际上，这层气体会吸收太阳辐射，地球温度开始上升。

打破平衡

尽管微生物可以抵消一些缓解措施的成功，但它们也为基于生物学的战略带来了希望，可能带来更大的整体气候效益。

“大自然的奇妙之处在于它总是在创造平衡，”斯坦说。有些微生物会制造甲烷，称为产甲烷菌，而有些微生物会消耗甲烷，称为甲烷营养菌。她说，虽然没有真正的方法可以加速这些微生物进行的酶促过程，但我们可以帮助创造有利于甲烷营养菌的环境。

其中一种方法对稻田和垃圾填埋场等环境有益，那就是为微生物群落的生态系统提供更多的氧气。

另一种方法是加入岩石粉尘、生物炭或其他土壤改良剂，以保留铜和铁等营养物质，并提供促进甲烷氧化菌生长的表面。这两种策略都可以让甲烷氧化菌茁壮成长，但必须小心谨慎，以免无意中创造其他微生物产生一氧化二氮的条件，斯坦解释说。

“我们希望促进更多甲烷氧化菌的生长，因为尽管我们不能加速它们的活动，但我们可以创造更多甲烷氧化菌的环境。更多的细菌细胞意味着更多的甲烷去除或控制。”

斯坦和合作者玛丽·利德斯特罗姆(MaryLidstrom)撰写的这篇论文是她为确保微生物学家成为解决气候变化问题对话中关键声音而迈出的又一步。

“微生物学必须成为解决方案的一部分。”

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