研究揭示氮沉降下真菌對(duì)熱帶森林土壤碳庫(kù)的調(diào)控

近日，中國(guó)科學(xué)院華南植物園小良熱帶海岸帶生態(tài)系統(tǒng)定位研究站(以下簡(jiǎn)稱小良站)站長(zhǎng)、生態(tài)中心研究員王法明團(tuán)隊(duì)，基于小良站長(zhǎng)期模擬氮沉降試驗(yàn)樣地，揭示了氮沉降增強(qiáng)真菌驅(qū)動(dòng)熱帶森林土壤有機(jī)碳固存的潛力及其機(jī)制。相關(guān)研究論文發(fā)表于《功能生態(tài)學(xué)》。

真菌是凋落物的主要分解者，驅(qū)動(dòng)植物源碳向土壤的轉(zhuǎn)運(yùn)，因此，弄清真菌群落對(duì)氮沉降的響應(yīng)有助于理解熱帶森林土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)變化的機(jī)制。依據(jù)不同生態(tài)功能，真菌群落可劃分為不同生態(tài)功能群。這些功能群通常對(duì)相同的環(huán)境變化有截然不同的反應(yīng)，但是，關(guān)于在氮沉降背景下，熱帶森林土壤中不同生態(tài)功能群與相關(guān)功能潛力的變化及其與土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)的關(guān)系等認(rèn)識(shí)仍不清晰。

氮沉降下真菌群落及功能的響應(yīng)示意圖。研究團(tuán)隊(duì) 供圖

該研究基于小良站長(zhǎng)期模擬氮沉降試驗(yàn)樣地，研究探討了氮沉降對(duì)熱帶森林真菌群落、功能潛力和土壤碳組分的影響。研究發(fā)現(xiàn)，施氮土壤的總有機(jī)碳、溶解性有機(jī)碳、顆粒態(tài)有機(jī)碳和真菌殘?bào)w碳均高于對(duì)照組土壤。真菌群落分析發(fā)現(xiàn)，施氮土壤的真菌群落以多面手腐生菌占優(yōu)，其中，葉片腐生菌比對(duì)照組增加近93倍。這些變化伴隨著木質(zhì)纖維素分解酶豐度的增加，表明植物源碳的降解潛力加劇。

此外，與對(duì)照組相比，施氮促使土壤中催化氨基糖(真菌殘?bào)w標(biāo)記物)生物合成的殼聚糖酶豐度提高1.37倍，增強(qiáng)了真菌殘?bào)w碳對(duì)有機(jī)碳庫(kù)的貢獻(xiàn)(提高1.42倍)，這些均與土壤中較高的Ca2+、溶解性有機(jī)碳含量和參與有機(jī)酸合成的腐生菌豐度密切相關(guān)。這些結(jié)果表明，長(zhǎng)期氮沉降輸入可增強(qiáng)腐生菌的豐度和活性，提高土壤有機(jī)酸產(chǎn)量，通過(guò)釋放養(yǎng)分和溶解性有機(jī)碳直接或間接地支持真菌生長(zhǎng)，從而導(dǎo)致更多的真菌殘?bào)w碳貢獻(xiàn)于土壤有機(jī)碳庫(kù)，提高土壤有機(jī)碳的固持能力。

該研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了真菌生態(tài)功能群及功能潛力變化在解析土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)變化的重要性。(來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào) 朱漢斌)