辐射松已无意中在世界各地扎根。它的原生范围仅限于加州海岸的一小部分地区以及下加利福尼亚州沿海的一些岛屿。如今，数百万英亩的辐射松分布在南美洲、新西兰、南非、西班牙和澳大利亚。
辐射松、金合欢和桉树等快速生长的外来物种常用于林业和碳汇项目。事实上，植树造林可能是应对气候变化最严重影响的重要组成部分。但《科学》杂志上的一项新研究记录了入侵物种与其环境之间复杂的相互作用，揭示了为何其中一些努力可能无法实现预期的碳储存。
植物、土壤生物和食草动物都会影响碳循环——碳如何在生物物质、土壤、海洋和大气中的不同“库”之间移动。当我们植树造林以增加碳汇时，目标是将一部分碳从大气转移到植物和土壤中。新西兰林肯大学的生态学家劳伦·沃勒（Lauren Waller）希望更深入地了解当入侵物种被引入生态系统时发生的相互作用网络。
为了解入侵生物如何影响它们的环境，沃勒和她的团队进行了一项广泛的实验。他们创建了160个实验性生态系统——基本上是花盆，混合了新西兰本地植物和外来植物物种，比例各不相同。一些花盆中的土壤是从具有相同植物物种的区域取样的，并培养了包含这些植物熟悉的、被称为“家乡”土壤的本地微生物。其他花盆则含有“异域”土壤，这些土壤来自实验花盆中不存在的植物物种的区域。生态学家还向一些花盆中接种了甲虫、蛾和蚜虫等食草无脊椎动物，而另一些则未接种。
该实验让我们得以一窥引入外来植物时发生的复杂连锁反应。总的来说，非本地植物生长更快，无论土壤类型如何，即使存在饥饿的无脊椎动物。但是，这些无脊椎动物的存在以及它们啃食叶子的行为确实导致了更快的分解。当这些入侵植物所在的土壤是陌生的——“异域”土壤——微生物呼吸作用就会增加。这是一种三方协同作用：入侵植物生长迅速，为无脊椎动物和细菌提供了营养丰富的食物，然后它们会增加活动。这种组合导致土壤呼吸速率翻倍，因为以有机物为食的微生物在这些花盆中加倍工作，吞噬植物残骸并呼出二氧化碳。“我们发现，正是这些相互作用的重新组合导致了这些[入侵]植物对其环境产生不同的影响，”沃勒说。
外来植物还可以改变地下的微生物群落。在该研究中，在异来植物数量较多的地块中，土壤中的共生真菌数量有所减少。这些真菌与植物根系形成紧密的伙伴关系，基本上延伸了它们的根系。它们还在其菌丝中捕获和储存碳，阻止其被细菌快速呼吸。爱达荷大学的微生物生态学家简·卢卡斯（Jane Lucas）未参与此项研究，他说：“当这些外来物种进入时，正常的微生物群落的组成就会发生变化。“这可能会对我们土壤储存碳的能力产生长期影响。”
这一发现对了解外来植物如何影响生态系统的碳平衡具有一定的启示意义。虽然它们往往生长迅速，将空气中的碳吸收到叶子、茎和根中，但它们似乎也触发了一系列反应，导致土壤中碳的周转加快。土壤是最大的陆地碳库——地下的碳储量比地上的多。“这项研究为我们是否能在[为碳储存]的植树造林努力中取得成功，提供了一个非常重要的视角，”卢卡斯说。“它们强调了地上生物量和地下碳储存并非同一个过程。”
沃勒在研究中指出，这可能对Trillion Trees等植树项目产生重要影响。当林业工作者种植辐射松和金合欢等外来物种时，他们可能会受益于这些快速生长的植物提供的木材资源，但它们对地球可能没有那么有益。该研究表明，为气候植树需要考虑决定这些新种植区域对陆地碳库和大气之间总体碳平衡影响的整个相互作用网络。我们可能无法仅仅通过植树来摆脱气候危机。
