研究揭示了氮沉降对根真菌和土壤碳储量的影响

在国家重点研发计划青年科学家项目和广东省优秀青年基金的资助下，中国科学院华南植物园研究员郑棉海团队研究揭示了氮沉降对热带森林丛枝菌根真菌和土壤碳储量的影响。近日，相关成果发表在《土壤生物与生物化学》上(Soil Biology and Biochemistry)。

研究丛枝菌根真菌群落的结构和功能对揭示陆地生态系统初级生产力和土壤有机碳储量的营养限制尤为重要。虽然理论模型和实验研究表明，氮沉降可能会改变受磷限制的热带森林生态系统中丛枝菌根真菌的丰度和多样性，但目前的研究大多采用氮实验设计，结论可能高估丛枝菌根真菌对氮沉降的真实反应，从而影响对热带和亚热带森林土壤碳汇量功能的准确评价。

郑棉海团队依托广东鼎湖山和鹤山国家野外研究站建立的长期模拟氮沉降平台，选择5个亚热带森林进行丛枝菌根真菌丰度和多样性研究，结合全球热带和亚热带森林信息进行整合、分析和比较。

根据鼎湖山和鹤山的试验研究说明，低氮添加处理(≤50 kg N ha-1 yr-1.与研究地点的背景氮沉降水平相当)对丛枝菌根真菌的丰度和多样性没有显著影响，这一结论在其他热带和亚热带森林中得到了验证。然而，许多热带和亚热带森林目前选择了高于实际氮沉降水平的氮添加处理(>50 kg N ha-1 yr-1)在这种治疗下，丛枝菌根真菌的丰度和多样性显著降低。此外，研究表明，丛枝菌根真菌的反应与植物碳、土壤养分和土壤pH值的有效性有关。研究结果进一步表明，目前的大气氮沉降可能不会通过介导丛枝菌根真菌来改善土壤碳的固存。

鉴于世界上大多数地区(特别是欧洲、美国和东亚)的大气氮沉降水平保持稳定，甚至开始下降。研究表明，早期基于高氮添加处理的研究结果可能高估了丛枝菌根真菌的真实反应及其对土壤碳固存的影响，即实际大气氮沉降可能不促进或抑制热带和亚热带森林丛枝菌根真菌群落的丰度和多样性。本研究强调了重新评估热带和亚热带森林植物真菌共生关系和菌根真菌对土壤碳库的重要性。