研究：火山可能有助于减少空气污染造成的死亡率

　　

　　

　　火山是地球上最强大、最具破坏性的自然现象之一。它们会喷出热的、危险的气体、灰烬、熔岩和岩石，造成灾难性的生命和财产损失，特别是在人口稠密的地区。

　　但它们也可以创造新的陆地表面，并为土壤提供丰富的营养，使其成为植物殖民和生态系统发展的肥沃土壤。

　　长期以来，科学家们一直对研究火山很感兴趣，不仅要了解它们的起源和动态，还要监测它们的活动并预测它们的喷发。

　　然而，传统的火山监测方法，如地震学、大地测量学和地球化学，往往是昂贵、复杂和危险的，需要在危险的环境中安装和维护仪器。

　　如果有一种更简单、更安全、更便宜的方法来监测火山，那就是利用生长在火山上和火山周围的植物呢?

　　这是Gastón Mu?oz博士领导的一个新研究项目背后的想法，他是智利大学的植物生态学家，十多年来一直在研究火山活动对植物及其相关微生物的影响。

　　植物与其周围环境具有共生关系，是景观整体健康状况以及景观内部重大变化的重要指标。

　　植物响应的一个驱动因素是气体排放，这是火山活动的主要产物之一。

　　火山气体的排放对植物既有正面的影响，也有负面的影响，这取决于它们的类型、浓度和持续时间。

　　一些气体，如二氧化碳和水蒸气，可以促进植物生长和光合作用，而另一些气体，如二氧化硫和硫化氢，会导致叶片损伤、黄化、坏死和生物量减少。

　　Mu?oz博士和他的团队一直在测量气体排放对智利不同火山地区植物的影响，比如chait、Puyehue-Cordón Caulle和Villarrica火山。

　　他们发现，植物对气体排放表现出不同程度的耐受性和敏感性，这取决于它们的物种、基因型和表型可塑性。

　　通过分析植物对气体排放的生理、生化和分子反应，研究人员已经能够识别出能够指示火山活动存在和强度的特定生物标志物。

　　例如，他们发现抗氧化酶的活性，如过氧化氢酶和过氧化物酶，可以在暴露于高浓度二氧化硫的植物中增加，作为应对氧化应激的一种方式。

　　研究人员还发现，与植物相关的微生物群落的组成和多样性，比如生活在植物根和叶中的细菌和真菌，会因气体排放而发生变化。

　　这些微生物可以对植物健康产生有益或有害的影响，这取决于它们的功能和相互作用。

　　例如，一些微生物可以帮助植物从火山土壤中获取营养物质，如氮和磷，而火山土壤通常缺乏有机物和矿化。

　　另一些可以保护植物免受病原体、害虫和非生物胁迫(如干旱和盐度)的侵害。

　　然而，一些微生物也会与植物争夺资源，或者产生对植物有害的毒素。

　　通过使用宏基因组学和元条形码等分子技术，研究人员已经能够表征不同火山情景下微生物群落的多样性和功能，并确定可以反映气体排放对植物健康影响的具体指标。

　　基于他们的发现，Mu?oz博士和他的团队提出了一种新的有效的火山活动监测系统，该系统基于植物健康及其相关的微生物。该系统包括三个主要步骤:

　　研究人员建议使用丰富、广泛、具有当地植被代表性的本地植物物种，它们对气体排放具有不同程度的耐受性和敏感性。

　　这些遗址应位于距离火山源不同的距离和方向，并应具有相似的环境条件，如土壤类型、气候和海拔。

　　这组科学家建议使用现场和实验室方法相结合的方法，例如目视检查、叶片取样、气体取样、生理测量、生化分析、分子分析和统计建模，来评估气体排放对植物健康及其相关微生物的影响。

　　测量应定期进行，最好在火山事件发生之前、期间和之后进行，并应与不受气体排放影响的控制地点进行比较。

　　研究人员建议使用一种颜色编码系统，类似于一些火山观测站使用的交通信号灯系统，来指示火山活动的程度及其对人类和环境健康的潜在风险。

　　该系统将根据气体排放的强度和频率，以及植物和微生物对它们的反应程度，使用绿色、黄色、橙色和红色。

　　应使用清晰和简单的语言和图形将结果传达给有关当局和利益攸关方，如火山学家、应急管理人员、农民和游客。