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森林儲存了大量的土壤有機碳(SOC)，在生態(tài)系統(tǒng)固碳和減緩氣候變化中發(fā)揮核心作用。在溫帶森林中，幾乎所有樹種都與AM或EcM真菌形成共生關(guān)系，由叢枝菌根(AM)或外生菌根(EcM)真菌占主導(dǎo)的森林生態(tài)系統(tǒng)在SOC儲量上存在顯著差異。然而，局域尺度SOC儲量的變化是否與AM和EcM樹種的優(yōu)勢度相關(guān)及其影響機理仍不清楚。
針對這一問題，研究團(tuán)隊以典型闊葉紅松林為研究對象，依托長白山25 ha森林大樣地平臺，系統(tǒng)分析了樹種菌根類型、植物、微生物群落屬性和非生物環(huán)境與土壤有機碳儲量之間的直接、間接關(guān)系和相對貢獻(xiàn)。結(jié)果表明，與微生物群落組成(貢獻(xiàn)率26%)和非生物因素(20%)相比，森林植物群落屬性對SOC儲量的預(yù)測能力最強(45%)。森林SOC儲量隨植物和凋落物多樣性及根直徑的增加而上升，但隨土壤黏粉粒含量的增加而下降。在EcM與腐生真菌基因豐度比值較高、以及具有較高碳氮循環(huán)相關(guān)細(xì)菌功能基因豐度的林分中，SOC儲量較低。結(jié)構(gòu)方程模型表明(圖1)，在EcM占主導(dǎo)的林分中，SOC儲量較低可能間接與樹種多樣性較低、更高的凋落物碳輸入及不同的土壤微生物群落組成相關(guān)。
該研究強調(diào)了樹種菌根類型在局域尺度調(diào)控了生產(chǎn)者、分解者和土壤性質(zhì)之間的復(fù)雜關(guān)系，為理解森林土壤有機碳積累的生物調(diào)控機制提供了新視角。研究成果以“Tree mycorrhizal associations regulate relationships between plant and microbial communities and soil organic carbon stocks at local scales in a temperate forest”為題于2025年3月發(fā)表在Functional Ecology期刊上。中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所博士后張夢旭為第一作者，王緒高研究員為通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等項目資助。
圖1：樹種菌根類型、植物和微生物群落屬性對土壤有機碳儲量的影響
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