研究发现富含真菌的土壤可以改善屋顶绿化

绿色屋顶因其与气候适应、减缓和城市生物多样性管理相关的益处而变得越来越受欢迎。

建筑物屋顶上的这些植被表面吸收了多余的雨水，通过隔热建筑物来减少能源使用，并为社区降温，缓和城市热岛，同时也为植物、传粉媒介和野生动物创造了城市栖息地。

但是，在美国，绿色屋顶通常在无菌土壤中种植非本地植物，其有效性会随着时间的推移而下降。

达特茅斯学院的一个研究小组着手确定管理绿色屋顶土壤微生物是否可以促进健康的城市土壤发育，这种方法可用于支持城市的气候适应能力。

该团队在芝加哥创建了一个实验性的绿色屋顶，以测试用本地草原微生物增强土壤将如何随着时间的推移改变土壤微生物群落。他们对追踪有益菌根真菌的存在特别感兴趣。

众所周知，菌根真菌生活在根部，并以共生的地下关系支持植物，为它们提供营养和水分以换取植物糖分。菌根真菌可能对必须忍受高温、强烈阳光和周期性洪水的绿色屋顶中的植物特别有帮助。

研究人员将富含从当地恢复的草原获得的本地菌根真菌的土壤（称为“接种物”）添加到实验性绿色屋顶的土壤中。他们用本地草原植物和绿色屋顶多肉植物种植了接种和未经处理的土壤。在两年多的时间里，该团队跟踪了绿色屋顶菌根真菌群落的变化。他们还将绿色屋顶上发现的真菌物种与接种物和空气中存在的真菌物种进行了比较。

他们的研究结果表明，与让菌根真菌群落被动地自行重建相比，绿色屋顶菌根真菌的积极管理加速了土壤发育。根据发表在《新植物学家》上的研究结果，用菌根真菌处理的绿色屋顶培育了一个更多样化的土壤群落，更有可能支持长期的绿色屋顶可持续性。

“在这个城市屋顶环境中，我们看到接种土壤的真菌群落更加多样化，”主要作者、环境研究系土壤生态实验室经理Paul Metzler说。“接种物的长期和持续效果非常令人惊讶，因为在处理如此小的微生物时，它不一定是你所期望的。

使用一种称为“DNA宏条形码”的分子技术，该技术可以识别一个样本中的多种生物，研究人员可以识别绿色屋顶土壤中存在的真菌以及这些真菌的潜在来源。许多真菌来自接种物，而其他物种则通过其他媒介（如风）到达那里。

合著者指出，他们的研究与大多数同类研究不同，因为很少有研究跟踪菌根群落在接种后随时间的变化，甚至更少的研究试图追踪物种库的来源。该团队的绿色屋顶上还有许多物种，这些物种可能是通过鸟类、昆虫甚至老鼠等未测量的媒介到达的。

该研究的城市屋顶花园托盘包括左边的本地仙人掌和非本地品种的多肉石作物。（摄影：Bala Chaudhary）

尽管如此，最多样化的真菌群落是那些用接种物处理过的真菌群落，这说明了菌根真菌如何用于改善绿色屋顶的土壤健康。结果表明，土壤微生物群落的积极管理是有效的，值得城市付出努力和资源。

“绿色屋顶有保质期，它们并不总是我们认为的自我维持的生态系统，”资深作者、环境研究副教授Bala Chaudhary说。“它们可能对城市地区有益，但随着时间的推移往往会失去效力。

虽然绿色屋顶被宣传为“一劳永逸”，但合著者解释说，生态思想应该融入他们的设计、施工和维护中，以最大限度地发挥绿色屋顶在城市地区气候适应能力中发挥的好处和作用。

“我们的城市可以成为通向未来的窗口，”乔杜里说。“他们正在经历气候变化的影响 – 气温升高，干旱和洪水增加 – 以加剧的方式，这使它们成为研究地下其中一些影响的绝佳缩影。

埃尔姆赫斯特大学的Kelly Ksiazek-Mikenas也是该研究的合著者。