問題A:真菌
碳循環描述了地球地球化學循環中碳的交換過程，是地球上生命的重要組成部分。碳循環的一部分包括化合物的分解，使碳得以更新并以其他形式使用。這一過程的一個關鍵組成部分是植物材料和木質纖維的分解。
真菌是分解木質纖維的主要因素。最近一篇關于真菌分解木材的研究文章的作者鑒定了真菌分解速率的特性，并注意到某些特性[1]之間的聯系。特别是，生長緩慢的菌種往往能夠更好地在濕度和溫度等環境變化中生存和生長，而生長較快的菌種往往對相同的變化不那麼強健。這篇文章的概要見下面第3頁。
- 生長緩慢的菌種往往能夠更好地在濕度和溫度等環境變化中生存和生長
- 生長較快的菌種往往對相同的變化不那麼強健
這些研究人員檢查了大量與不同真菌相關的性狀，以及它們在地面凋落物(死植物物質)和木質纖維分解中的作用。對于MCM問題，你應該關注真菌的兩個特性:真菌的生長速度和真菌的耐濕性。您的主要目标是為給定土地上的木質纖維分解模組化， 并在存在多種類型的真菌分解同一區域中的木質纖維的情況下進行模組化。
真菌的生長速度和真菌的耐濕性
- 兩個特性
為給定土地上的木質纖維分解模組化， 并在存在多種類型的真菌分解同一區域中的木質纖維的情況下進行模組化。
- 主要目标
當您探索感興趣的兩個性狀， 生長速率和耐濕性以及分解速率之間的關系時， 可能會出現
一些問題， 包括： 利用這兩個特征，不同的真菌如何互相作用和分解不同環境下固定土地上的地面垃圾? 在這些不同的環境中， 随着條件的變化， 分解将如何随着時間的推移而受到影響？ 環境如何變化以及環境變化如何，在這些不同的環境中，随着時間的推移條件的變化，分解将如何受到影響?給定生長速率， 對分解速率的估算如圖1所示。 給定相對濕度， 給出分解速率的估算， 如圖2所示。
- 利用這兩個特征，不同的真菌如何互相作用和分解不同環境下固定土地上的地面垃圾?
- 在這些不同的環境中， 随着條件的變化， 分解将如何随着時間的推移而受到影響？
- 環境如何變化以及環境變化如何，在這些不同的環境中，随着時間的推移條件的變化，分解将如何受到影響?
圖1:在不同溫度下，各種真菌的菌絲延伸率(mm/天)與木材分解率(122天品質損失%)之間的關系。
圖2:不同真菌的濕度耐受性(每個孤立物的競争排名和它們的濕度生态位寬度的差異，均縮放到[0.1])和由此産生的木材分解率(122天的品質損失%，對數轉換)之間的關系。
要求:你們的論文應該探讨和解決以下幾個方面。
- 建立一個數學模型來描述在多種真菌存在的情況下，通過真菌活性來描述地面凋落物和木質纖維的分解。
- 在您的模型中，包含不同種類真菌之間的互相作用，它們具有不同的生長速度和不同的耐濕性，如圖1和圖2所示。
- 提供模型分析并描述不同類型真菌之間的互相作用。應該對互相作用的動态進行描述，包括短期和長期趨勢。我們的分析應該檢查對環境快速波動的敏感性，你應該确定不斷變化的大氣趨勢的總體影響，以評估當地天氣模式變化的影響。
- 包括對每個物種和可能持續存在的物種組合的相對優勢和劣勢的預測，以及對不同環境(包括幹旱、半幹旱、溫帶、樹栖和熱帶雨林)的預測。
- 描述一個系統中真菌群落的多樣性如何影響系統分解地面垃圾的整體效率。在當地環境存在不同程度的可變性的情況下，預測生物多樣性的重要性和作用。
您的PDF解決方案（總共不超過25頁） 應包括：
一頁的摘要表。
目錄。
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兩頁文章。
參考文獻清單。
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Reference:
[1] Nicky Lustenhouwer, Daniel S. Maynard, Mark A. Bradford, Daniel L. Lindner, Brad Oberle,
Amy E. Zanne, and Thomas W. Crowther, "A trait-based understanding of wood decomposition by
fungi," Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States, May 13, 2020.
https://www.pnas.org/content/pnas/117/21/11551.full.pdf
Research Article Synopsis
以下是Lustenhouwer等人 [1]的研究文章的簡要提要。 原文全文可在以下網站獲得：https://www.pnas.org/content/pnas/117/21/11551.full.pdf. 請注意， 您無需閱讀原始文章即可完成此MCM問題
有機材料的分解是碳循環的關鍵組成部分。 碳循環的大規模模組化以及全球氣候模型正在變得更加完善和完善
包含更多小規模的細節。 一個重要的細節是微生物和真菌群落與有機物質腐爛有關的速率。 本文的重點是與不同類型真菌相關的不同衰減率。
該論文的作者探索了真菌的幾種不同特性， 以确定木材分解的影響。 他們通過測量将不同類型的真菌引入木塊後損失的品質來做到這一點。 研究人員檢查了與每種真菌相關的大量不同性狀， 并試圖确定這些性狀在木塊分解中的作用。
這兩個特征與真菌的許多特性有關。 例如， 發現菌絲延伸率越大（生長越快） ， 則真菌更有可能更快地分解木材。 同樣， 如果細絲較密， 則木材分解的可能性較大。 另外， 這兩個特征還與真菌對不同環境條件的反應有關。
特别是研究人員發現， 能夠更好地适應各種濕度條件的真菌也傾向于分解木材的速度較慢。 生長快且勝過其他真菌的真菌傾向于更快地分解木材。 MCM問題A語句中的圖1和圖2顯示了這些關系 。
木本材料分解為多個階段， 研究文章中檢驗的真菌與木本材料在其腐爛周期的中期最相關。 對于其他衰減階段， 結果可能有所不同。 出于此模組化練習的目的， 您可以專注于中間階段的結果， 并假定它與分解的其他階段一緻。 另一個考慮因素是， 局部環境條件可能在一個區域内變化很大， 并且也會影響整體動态。
Glossary:
Biodiversity: Broadly, the variety of life in the world. On a smaller scale, the variety of life in a particular habitat or ecosystem.
生物多樣性： 廣泛地講， 世界上的生活多種多樣。 在較小的規模上， 特定栖息地或生态系統中生活的多樣性。
Carbon Cycle: The continuous process (or series of processes) by which carbon is exchanged between organisms and the environment, and then reused throughout the planet.
碳循環： 碳在有機體和環境之間交換的連續過程（或一系列過程） ， 然後在整個地球上重
複使用。
Competitive Ranking: A measure of the ability for a fungus to out-compete other fungi in a series of pair wise tests in similar conditions.
競争排名： 在類似條件下的一系列成對測試中， 一種真菌勝過其他真菌的能力的一種度
量
Earth’s Biosphere: The lithosphere (crust and upper mantle of the earth), the hydrosphere (all of the water on the earth’s surface), and the atmosphere (the envelope of gases surrounding the earth)
of the earth.
地球的生物圈： 地球的岩石圈（地殼和上地幔） ， 水圈（地球表面上的所有水） 和大氣層（地球周圍的氣體包膜） 。
Fungus (plural: fungi): Any member of the group of eukaryotic (cells that have a nucleus enclosed within a nuclear envelope) organisms. Examples are yeasts, molds, and mushrooms.
真菌（複數： 真菌） ： 真核生物（具有包裹在核被膜内的細胞的細胞） 中的任何成員。 例子是酵母， 黴菌和蘑菇
Geochemical Cycle: The various pathways and steps by which elements are exchanged through and between the Earth’s biosphere.
地球化學循環： 地球生物圈之間以及地球生物圈之間交換元素的各種途徑和步驟。
Hyphae: The cells that form the filaments within a fungal community.
地球化學循環： 地球生物圈之間以及地球生物圈之間交換元素的各種途徑和步驟。
Hyphal Extension Rate: The rate of growth of a fungus.
菌絲延伸率： 真菌的生長速度
Moisture Niche Width: The difference between the maximum and minimum moisture levels in which half of a fungal community can maintain its fastest growth rate.
水分生态位寬度： 最大水分含量和最小水分含量之間的差異， 一半的真菌群落可以維持其最快的生長速度。
Moisture Tolerance: The difference between a fungus’ competitive ranking and its moisture niche width.
耐濕性： 真菌的競争排名與其水分生态位寬度之間的差異。