馬澤清團隊在《Ecological Monographs》發文揭示落葉松養分獲取策略隨林齡的系統性變化規律
吸收根與菌根真菌是樹木獲取養分的兩種主要途徑，在生理和形態上緊密相關，從而形成養分覓食連續體。植物碳供應與土壤養分有效性對吸收根和菌根真菌的影響存在顯著差異，這種資源的差異性又塑造不同的覓食策略，或者不同“養分覓食連續體”。然而，過往研究多以根或菌絲為獨立對象，缺乏基于“養分覓食連續體”的整體分析框架，因而難以準確捕捉植物在吸收根與菌根真菌之間的投資轉變。
為此，研究團隊以溫帶落葉松林為對象，沿林齡梯度和氮施肥梯度綜合分析了根系、菌根真菌和土壤真菌群落動態關系，填補了“吸收根-菌根真菌”養分獲取策略種內轉變的研究空白。
結果顯示林齡主導了落葉松“吸收根-菌根真菌”養分覓食連續體的從“獲取型-保守型”轉變。從幼齡林到成熟林，根系結構、菌根真菌探索類型與土壤真菌的組合呈現系統性的差異。
具體為：在幼林階段，表征根系大小的根構型（如吸收根生物量和根長密度）較小，但呼吸代謝速率較快，根系多與長距離探索型真菌共生，根際真菌群落以共生真菌為主，其典型菌索結構對碳資源消耗大于短距離探索型真菌；而在成熟林階段，根構型較大，吸收根多與短距離探索型真菌共生，伴隨根際土壤真菌群落的腐生真菌增加。根構型大小與菌根真菌探索類型之間存在顯著的互補關系。
這些動態關系主要由兩個關鍵機制驅動：一是“大小與速率”權衡（即根構型與單根代謝間的權衡），二是“根系與菌根真菌”互補（即根構型與菌根探索類型的互補）。
該研究揭示了“吸收根-菌根真菌養分覓食連續體”的功能結構與生理行為的基本規律，確認了林齡是驅動地下生態生理過程的關鍵因素。此外，研究還發現，在成熟林分中，大量碳被用于短距離菌根真菌的快速周轉以及龐大根系系統的維持，這為成熟森林碳匯功能減弱提供了新的解釋視角。
本研究較早揭示了人工林養分獲取策略在時間上的變異規律，對理解氣候變化背景下人工林的碳過程和養分循環具有重要意義。通過 “養分覓食連續體”概念，深入探討了菌根真菌與腐生真菌之間的關聯如何響應林齡和土壤氮素的變化，從而實現了對根系-真菌-土壤組織方式的系統性認知。
研究成果近期在線發表于生態學經典期刊《Ecological Monographs》。據了解，該雜志為生態學的專業期刊，強調研究工作的系統性和創新性，本研究是我國學者為數不多發表在該期刊上的成果。
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相關論文信息：
Ding,G.,Zeng,W.,Yan,T.,Sun,L.,Chen,W.,Lu,M.,Ma,Z.* (2025). Root-mycorrhizal foraging strategies shift with forest age more than with nitrogen manipulation. Ecological Monographs,95,e70039. https://doi.org/10.1002/ecm.70039
落葉松人工林根-菌根真菌養分覓食連續體隨林齡系統性變異框架
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