科研進(jìn)展

華南植物園揭示土壤碳分解酶對(duì)氮添加響應(yīng)的菌根調(diào)控機(jī)制

發(fā)布時(shí)間:2024-08-29 作者:scbg 來(lái)源:華南植物園

????近幾十年來(lái),人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致的大氣氮沉降將極大的改變土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量,從而影響碳循環(huán)-氣候反饋。土壤微生物通過(guò)分泌碳降解胞外酶獲取養(yǎng)分并催化土壤碳的分解,因此其活性可能在很大程度上揭示了微生物介導(dǎo)的土壤碳動(dòng)態(tài)。然而,目前土壤碳降解胞外酶活性(C-EEAs)對(duì)氮沉降的響應(yīng)及其潛在機(jī)制尚不清楚。

????基于此,中國(guó)科學(xué)院華南植物園鼎湖山站通過(guò)全球尺度的整合分析,揭示了生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的菌根關(guān)聯(lián)在預(yù)測(cè)氮沉降下C-EEAs和土壤碳儲(chǔ)量中的重要作用(圖1)。具體而言,在以外生菌根植物為主的生態(tài)系統(tǒng)中,氮添加顯著刺激了纖維素酶活性,但抑制了木質(zhì)素酶活性,從而導(dǎo)致土壤碳儲(chǔ)量的顯著增加。在以叢枝菌根植物為主的生態(tài)系統(tǒng)中,氮添加對(duì)C-EEAs和土壤碳儲(chǔ)量的影響均不顯著。此外,兩類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)中,C-EEAs和土壤碳儲(chǔ)量對(duì)氮添加響應(yīng)的差異可能主要與外生菌根和叢枝菌根樹(shù)種特定的氮獲取策略有關(guān)。這些結(jié)果表明,在以外生菌根植物為主的生態(tài)系統(tǒng)中,氮沉降對(duì)土壤碳儲(chǔ)量的刺激作用可能被低估。

????相關(guān)研究成果已近期在線發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Science of the Total Environment(《總環(huán)境科學(xué)》)(IF=8.2)上。中國(guó)科學(xué)院華南植物園博士后胡苑柳為該文第一作者,華南植物園鄧琦研究員和地球環(huán)境研究所陳驥研究員為通訊作者。文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.175008.

圖1. 氮沉降下土壤碳降解胞外酶和碳儲(chǔ)量響應(yīng)的菌根調(diào)控機(jī)制。





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