自20世紀(jì)以來，由于工業(yè)的發(fā)展和農(nóng)牧業(yè)的擴(kuò)張，大氣氮排放量遠(yuǎn)超過自然生物固氮量，導(dǎo)致大氣氮沉降水平迅速上升。過量的氮輸入深刻影響并改變了植物凋落物向土壤有機(jī)碳的轉(zhuǎn)化過程，進(jìn)而調(diào)控?zé)釒寥烙袡C(jī)碳的動態(tài)和固持。真菌是凋落物的主要分解者，驅(qū)動植物源碳向土壤的轉(zhuǎn)運，因此，弄清真菌群落對氮沉降的響應(yīng)有助于理解熱帶森林土壤有機(jī)碳動態(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（guilds）。這些功能群通常對相同的環(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)碳動態(tài)的關(guān)系等認(rèn)識仍不清晰。
基于華南植物園小良研究站長期模擬氮沉降試驗樣地，相關(guān)研究探討了氮沉降對熱帶森林真菌群落、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)碳和真菌殘體碳均高于對照組土壤。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（generalist saprotrophs）占優(yōu)，其中，葉片腐生菌比對照組增加近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（圖1）。此外，與對照組相比，施氮促使土壤中催化氨基糖（真菌殘體標(biāo)記物）生物合成的殼聚糖酶豐度提高1.37倍，增強(qiáng)了真菌殘體碳對有機(jī)碳庫的貢獻(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，從而導(dǎo)致更多的真菌殘體碳貢獻(xiàn)于土壤有機(jī)碳庫，提高土壤有機(jī)碳的固持能力（圖2）。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)碳動態(tài)變化的重要性。
相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國際生態(tài)學(xué)專業(yè)期刊Functional Ecology（《功能生態(tài)學(xué)》）上。中國科學(xué)院華南植物園生態(tài)中心盧哲副研究員為論文的第一作者，王法明研究員為論文通訊作者。該項研究得到廣東省重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會和國家重點研發(fā)計劃等項目的共同資助。全文鏈接：https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/share/AGZEWU4MQZ53IISMY5FZ?target=10.1111/1365-2435.14380
圖1.氮沉降下不同真菌功能群及其對不同植物源碳底物降解潛力的變化
圖2.氮沉降下真菌群落及功能的響應(yīng)示意圖
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