中国科学报图形版

作者丨李晨阳

从美国俄克拉何马大学出发，开车半个多小时，就来到一片一望无际的高草草原。2009年，俄克拉何马大学教授周集中在这里建了实验站，每年收集土壤样本检测微生物，形成了一个长期的序列研究。

2月23日，周集中研究团队在《自然—气候变化》上发表论文，称气候变暖可以让土壤中的微生物生态网络变得更加稳定。这看起来是个好消息——但研究人员表示，问题没有这么简单。

天变热了，微生物变强了

气候变化的影响广泛而深远。关于全球变暖如何影响动植物和人类的生存，已经有了许多的研究。但微生物的处境怎么样？对此，人们的认识还相对匮乏。

“这很大程度上是因为技术的不足。”论文共同第一作者、清华大学助理研究员郭雪对《中国科学报》说，“2010年起，宏基因组技术逐步成熟，人们才有了研究微生物群落的有效方法。”

周集中在2009年建立实验站时，已经意识到这项技术将在未来几年发展壮大。他知道，是时候为这里的土壤微生物做一个“编年史”了。

研究人员在样地上建立了24个人工增温样地，以24个常温样地作为对照。增温样地采用红外灯不间断加热。2010年至2014年的5年间，增温样地的土壤温度持续增加，他们逐年研究了土壤样本中的微生物生态网络变化。

“生态网络是指在一定环境下，生物之间相互协作、相互拮抗的复杂关系，包括捕食、寄生、竞争和共生等。”论文共同第一作者、美国加州大学伯克利分校博士后袁梦婷向《中国科学报》解释，“具体到微生物，我们无法直接观测到它们在功能上的复杂相互作用，因此创新性地用数据模拟构建了微生物物种间的互作网络。”

那么温度究竟会怎样影响微生物生态网络的复杂性和稳定性？在开展研究前，科研人员有两种假设：一方面，根据代谢生态学理论，生物在较高温度下生长更快、更加活跃，彼此之间的相互作用也会更加密切，由此推测增温会增加物种组合的复杂性，让生态网络变得更加稳定；另一方面，根据人们对气候变暖的认识，升温会对一些物种产生破坏性影响，因此微生物生态网络也可能会削弱甚至崩溃。

经过连续5年的研究分析，他们发现增温样地上的微生物生态网络变得比对照组更加复杂和稳定。

“根据我们通常的理解，气候变暖正在降低生物多样性、破坏生态系统的稳定和功能。但这项研究显示，至少这里的土壤微生物展现出了面对环境变化时强大的缓冲和适应能力，这可能对维持草地生态系统的功能有一定的正面作用。”周集中说。

看不见的“菌团”大有可为

从人类的视角看去，微生物似乎是天生的“配角”，我们很少意识到这些数不清、看不见的小小生命，在发挥多么巨大的作用。

但近几年加速发展的微生物生态学认为，在应对全球变暖的种种“副作用”时，微生物可能是我们需要倚仗的一支强大“菌团”。

2020年《科学》发表的一篇综述文章指出，世界上许多地区干旱的发生频率和持续时间正在增加，而根系微生物的存在能大大提高植物对干旱的抵抗力，并且能帮助提升农作物产量。文章作者建议：“我们有必要将生态学与植物、微生物和分子方法相结合，这是使作物生产更能适应未来气候的关键。”

“保护微生物和微生物之间的相互作用，对减轻气候变暖引起的生物多样性丧失及生态系统功能破坏，可能是非常重要的。”周集中说，“其实现在科学家已经有了一些方法，比如通过向土壤中添加有益微生物，提高植物的生长速率和抗性，以抵消气候变化带来的减产。”

我们对气候变暖过虑了吗

“在更温暖的世界中，相关的生态系统功能可能没有那么脆弱。”周集中团队论文如此写道。

这似乎是一个比较乐观的结论，难道我们过分担心全球变暖给地球生物带来的影响了吗？

研究人员表示，这个问题比想象中复杂。首先要看到，这只是在一个区域开展的定位实验，在多大程度上适用于其他生态系统还需要更多研究。

前不久一篇发表在《全球变化生物学》上的论文就指出，在增温和干旱条件下，青藏高原高寒草地底层土壤微生物变得“又懒又低效”——“分解者”功能和“贡献者”功能均显著降低。

“这两篇论文放在一起读很有趣。”袁梦婷说，“我们研究的区域（美国中部平原和青藏高原）、对象（表层土壤微生物和底层土壤微生物）和侧重点（微生物生态网络和微生物功能）不同，得出的结论——微生物对气候变暖的响应也存在极大差异。这正说明，这是一个很复杂的研究领域，而我们了解的还很少。”

“这项研究中，最令我印象深刻的就是微生物表现出的强大适应能力。”郭雪说，“事实上，地球气候在一直变迁，总会有一些生物能适应新的环境，最终会形成新的生物群落。”

他们做研究的持续增温样地上，植被在不断演替，适应高温的植物变得越来越多，鼹鼠们越来越喜欢在这里打洞筑巢，2018年他们第一次发现了一棵仙人掌。与此同时，实验人员的工作却变得越来越辛苦，中暑的频率越来越高。

“还是那句话：地球不需要拯救，人类需要拯救的是自己。”郭雪说，“连微生物都在努力适应气候变化，我们人类更应该采取行动，积极地应对。”

相关论文信息:

《中国科学报》 (2021-02-25 第1版 要闻)

1959～1966年1959年1月1日，《科学报》创刊（对开周报）。中国科学院院长郭沫若题写“科学报”报名。1959年初，《科学报》创刊后不久，即召开了首次中国科学院系统科学报通讯员大会。中国科学院秘书长杜润生代表院党组在会上作了重要讲话。《科学报》创刊后的几年内曾反复停刊复刊。到1962年11月12日第二次复刊后去掉了“内部资料”的字样。“文化大革命”开始后不久，作为中国科学院喉舌的《科学报》也和全国许多报纸一样停办。1966年8月13日，编辑部在当日出版的《科学报》上发表《告读者》：本报自即日起，暂时停止出版。1979～1988年全国科学大会迎来了科学的春天，被迫停刊了12年之久的《科学报》于1979年11月2日复刊。中国科学院副院长李昌代表中科院党组，以《春风吹又生》为题撰写了《科学报》复刊词。1979年12月，《科学报》首次采取院内公开招聘，从应聘的30多人中经考试调入5人。到1980年底，形成了由14名专职编采人员组成的基本队伍。1981年1月，《科学报》在北京第一次召开记者会议。中国科学院副院长胡克实代表院党组到会讲话，特别赞赏报社设兼职记者的做法。1982年8月，《科学报》在国内首家刊发本报记者高景泰和宋世绵独家采写的有关中年知识分子蒋筑英事迹的长篇通讯《献身祖国光学事业的忠诚战士》，在国内引起震动。此后引发各新闻媒体连续报道，引起中央领导关注并批示，蒋筑英成为新时期中年知识分子的一代楷模。1984年1月，《科学报》由复刊后的4开8版小报改回对开大报，每周一期。1984年5月，《科学报》在国内公开发行的前夕，编辑部在征得有关中科院分院的同意和支持下，决定在华东、中南、西北、东北地区设记者站。《科学报》1985年开始在国内公开发行，由北京邮局承担国内发行业务，当年征订份数近5万份。1986年4月，《科学报》围绕长江三峡工程开展讨论，在国内外引起很大反响，为推进我国决策的科学化、民主化的进程，调动和发挥科学家在国家建设中的咨询、参谋作用产生了积极效果。1986年5月7日，中国科学院下达[科学报字0447号]文件，要求未建记者站的分院“应积极筹备，尽早建立记者站”。截至1987年底，《科学报》已在中科院各分院和京外直属研究所建立起记者站18个，拥有记者站专职记者23名、兼职记者40名、特约记者28名、通讯员近500名，形成了一支规模较大、有较好素质的通联队伍。1987年1月，《科学报》由周一刊改为周二刊。由主要在国内发行扩展为向国外发行(国外刊号为D995)。《科学报》紧紧依靠中国最大的科学群体——中国科学院这个强大后盾办报，特别强调科技报道的准确性、科学性和权威性。1987年，新华社记者李希光在北京对出席第三世界科学院大会的科学家的调查表明，80%的中国科学家认为在中国各家新闻媒介中，《科学报》的科技新闻报道最可信。1988年，科学报社创办国内首家科技新闻业务杂志《科技新闻通讯》，在长春编辑、出版、发行。1989年改由中国科学报社与中国科技新闻学会合办。1990年移回北京编辑发行，更名《科技新闻与写作》。1989～1998年1989年1月，经新闻出版署批准，《科学报》更名为《中国科学报》。1989年11月23日，报社激光照排筹备工作完成。1990年，《中国科学报》率先开展了科技体制改革探讨的专题讨论，在科技界引起了强烈反响，引起国务委员、国家科委主任宋健的重视，并作了重要批示。中央电视台、中央人民广播电台、《人民日报》、新华社都作了报道。经经贸部批准，1991年12月12日，中国科学报社在厦门举办海峡两岸科技合作项目洽谈会，国内各部委600余项科技合作项目参加洽谈，引资2200万美元。经新闻出版署批准，《中国科学报》从1993年1月起由周二刊改为周三刊。1993年初，《中国科学报》揭露李富斌剽窃论文事件引发的科界打假报道引起强烈反响。这一报道与随之开展的科学道德专题讨论被两院院士评为1993年十大科技新闻之一。经国家新闻出版署批准，《中国科学报·海外版》于1993年7月1开始正式向国内外公开发行。海外版汉字印刷，每月一期对开8版，由中国科学院主管，中国科学院对外宣传领导小组主办。其主要读者对象为中国在国外的留学人员、访问学者、华裔科学家及华裔企业家，发行范围涵盖30多个国家和地区，仅在美国就有700多家大学图书馆有该报供读者阅览。1993年下半年，《中国科学报》率先开展“如何看待科技人员上山下海”的讨论。中央电视台、中央人民广播电台多次报道这一讨论的进展情况，并选播讨论文章。如何看待成果鉴定，建立起符合我国国情的科学评价体系，科学界对此看法不一致。从1993年11月12日起，《中国科学报》在一版开辟专栏开展关于“成果评审和鉴定”的讨论，首先发表了学部委员何祚庥的文章，中央电视台、中央人民广播电台均予播发，新华社也发了通稿。1994年9月10日，中国科学院、国家科委、国家教委、国防科工委、中国科协、国家自然科学基金委联合发文，向全国推荐订阅《中国科学报》。该文说“《中国科学报》是一份在我国科技界颇有影响的国内外公开发行报纸。它在宣传我国科技体制改革、报道国内外最新科技成果和动态、弘扬老科学家治学经验和奉献精神等方面做了大量工作，深受广大科技和教育界读者的欢迎和喜爱”。1994年，《中国科学报》开辟了《维护科学尊严》专栏，先后对邱氏鼠药、水变油、伪气功等进行揭露，起到了较好的导向作用。这年9月，《中国科学报》登报征询读者意见，95%的回信读者对本报的科学性表示满意；82%的读者对本报的导向性表示满意；79%的读者对本报的权威性表示满意。1994年10月开始，为庆祝《中国科学报》创刊35周年，有近百名我国科技部门领导、中国科学院院士、中国工程院院士、著名大学校长和有关新闻单位的领导题词祝贺和鼓励。1995年6月23日，本报评论员文章《义不容辞地维护科学尊严》(黄安文撰稿，李士修改)荣获1994年度中国新闻奖二等奖。1995年10月，《中国科学报》以《我国为何与诺贝尔奖无缘?》为题展开讨论，一些专家学者就此问题发表了十几篇文章，引起社会广泛关注。1996年5月，《中国科学报》与美国《科学》杂志建立合作关系，在《中国科学报》开辟的《科学快讯》专栏中将这一世界著名科学杂志上的重要内容及时介绍给中国读者，受到广大科技工作者的欢迎。1996年6月～9月，钱伟长等60余位大学校长向全国联名推荐《中国科学报》。推荐信说：“在我国科技界，有一份在国内颇具影响但尚未被高校师生普遍认识的代表我国科技教育界水平的科技大报——《中国科学报》，她是我们担任校长工作的同志们最喜爱阅读的报纸之一。”1996年秋，美国《科学》杂志专门撰文介绍《中国科学报》反对伪科学的情况，高度评价《中国科学报》在维护科学尊严、反对伪科学和封建迷信的斗争中所起到的作用。1997年12月22日，中国科学院批准对《中国科学报海外版》的属关系进行调整，由中科集团代管调整为隶属中国科学报社。《中国科学报海外版电子版》改为《中国科学报电子版》。1998年1月，《中国科学报》改版，由周三刊变为周四刊(后为周五刊)，由原来每周12块版发展为每周28块版。1998年初，《中国科学报》与英国《自然》杂志建立合作关系。1998年4月，面向北京市民读者、引导市民科学生活的《科技新闻·生活周刊》推出，迅速成为北京报刊市场上最受欢迎的刊物之一。1998年6月29日，经国家新闻出版总署批准，《中国科学报》从1999年1月1日起更名为《科学时报》(日报，对开8～16版)。《科学时报》由中国科学院主办，由中国工程院、中国社会科学院共办。经新闻出版总署批准创办《网络报》，由中国科学报社和中科院计算机网络信息中心联合主办。《网络报》首刊暨中国信息化建设论坛1998年7月6日在人民大会堂举行。1998年8月13日，国家新闻出版总署批准《科坛文明天地》变更为《科学新闻》杂志，由双月刊变更为周刊(8开64版)。《科学新闻》杂志由中国科学报社和中科院思想政治工作研究会主办。1998年10月，第一届中共中国科学报社党委和纪委成立。1998年10月29日，中国科学院批准中国科学报社更名为中国科学院新闻传播中心。更名后的中国科学院新闻传播中心仍是中科院的事业单位，归口管理中科院新闻媒体。