研究人员揭示了菌根物种如何调节森林中的植物土壤碳

中国科学院应用生态研究所朱教军研究员领导的研究人员在《自然·气候变化》杂志上发表的一项研究报告了森林生态系统中菌根介导的植物生物量与土壤固碳之间的权衡在氮沉积和变暖条件下。

森林生态系统储存了陆地生态系统约80%的碳。丛枝菌根(AM)和外生菌根(ECM)真菌是最常见的菌根真菌类型。植物-菌根关联的类型通过影响植物生长、养分获取和土壤碳储存对森林碳循环至关重要。森林生态系统中两种菌根类型树种的碳汇特征及其对全球变化驱动因素的响应是重要问题。

朱的团队此前对清远森林CERN国家观测研究站AM和ECM森林的地下碳积累进行了调查。结果表明，AM为主的森林地下碳储量比ECM为主的森林高25%。然而，目前尚不清楚菌根关联(AM与ECM)如何影响全球变化下树木之间的碳分布。

在这项研究中，研究人员收集了3050个关于全球变化下森林生物量、土壤碳和环境因素的数据集。总共分析和总结了12个与森林碳相关的变量，以阐明全球变化驱动因素(氮沉降、CO2升高和变暖)对森林生态系统植物生物量和土壤碳积累的影响。

他们发现，在全球变化驱动因素下，植物生物量增加了17.9%–31.4%，而森林生态系统中土壤碳储量则随着特定全球变化驱动因素的变化而变化。由于根系生物量和微生物活性增加，CO2升高时土壤碳储量增加了7.8%。然而，由于土壤酸化和启动效应，土壤碳储量在氮沉降和变暖的情况下并没有显着变化。

基于上述结果，由于AM或ECM真菌对土壤养分吸收的不同，研究人员进一步将树种分为AM树和ECM树。例如，AM树倾向于生长在有机/无机氮比率相对较低的土壤中，而ECM树倾向于生长在无机氮含量相对较低的土壤中。AM和ECM树对养分的不同利用可能会导致对全球变化驱动因素的不同反应。

值得注意的是，他们还发现，与氮沉降和变暖相比，CO2升高时植物生物量和土壤碳储量增加得更多。此外，土壤碳储量依赖于菌根联结，在氮沉降和变暖的情况下，以AM树种为主的森林土壤碳储量减少，而以ECM树种为主的森林则增加，这表明森林生态系统中菌根联结体在调节土壤碳方面发挥着重要作用。全球变化下的股票。

未来，全球森林碳模型在预测森林生态系统响应和对全球变化的反馈中的植物-土壤碳分配策略时应考虑菌根物种。