植物根系將大量的光合作用固定的碳（C）分配到土壤中以獲取氮（N）素等養(yǎng)分。菌根共生是一種普遍存在的自然現(xiàn)象，有超過80%的陸地植物與菌根真菌形成互惠共生關(guān)系。因此，對于這些植物而言，其根系可以通過兩種途徑將根源C轉(zhuǎn)移到土壤中。一種是通過根系自身的分泌與周轉(zhuǎn)（簡稱根系C），另一種則是先將C分配到菌根真菌外延菌絲中，然后間接地輸入到土壤中（簡稱菌絲C）。兩種C源輸入可通過不同的作用途徑與機(jī)理來調(diào)控土壤養(yǎng)分循環(huán)過程，加劇了森林根系---土壤---微生物互作過程的復(fù)雜性和不可預(yù)知性。然而，目前的實(shí)驗(yàn)研究和模型并未將根系自身與外延菌絲的作用區(qū)分開來，一定程度上限制了對森林根際生態(tài)學(xué)過程及其生態(tài)重要性的認(rèn)知水平。 

　　基于此，中國科學(xué)院成都生物研究所地下生態(tài)學(xué)學(xué)科組張子良博士在劉慶研究員和尹華軍研究員的指導(dǎo)下，以外生菌根高度共生的西南亞高山針葉林（人工云杉林和天然針葉林）為研究對象，采用不同孔徑的內(nèi)生長管原位區(qū)分根系和外延菌絲并結(jié)合穩(wěn)定同位素技術(shù)，研究了森林根系/菌絲C輸入對土壤N轉(zhuǎn)化過程的影響效應(yīng)差異和相對貢獻(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，與根系C輸入相比，菌絲C對土壤中新C輸入具有更大的貢獻(xiàn)，兩種林分中平均有三分之二的新C輸入來源于外延菌絲。人工林和天然林中的菌絲C輸入對土壤N礦化的促進(jìn)作用分別貢獻(xiàn)了85%和77%，而根系C輸入的相對貢獻(xiàn)僅為20%左右；另外，兩種林分中單位質(zhì)量菌絲C輸入比單位質(zhì)量根系C輸入均誘導(dǎo)了顯著更大的土壤N轉(zhuǎn)化促進(jìn)作用（大約為根系C輸入所產(chǎn)生作用的4倍）。該研究表明，相比于根系C輸入而言，菌絲C輸入在促進(jìn)亞高山針葉林土壤N循環(huán)過程中起到了主導(dǎo)作用，這可能與菌絲C輸入具有更大的數(shù)量和質(zhì)量有關(guān)。該研究進(jìn)一步豐富和提升了典型高寒森林根系---土壤---微生物互作機(jī)理及其生態(tài)反饋效應(yīng)的認(rèn)知水平。 

　　研究結(jié)果近期以“Mycelia-derived C contributes more to nitrogen cycling than root-derived C in ectomycorrhizal alpine forests”為題在線發(fā)表于國際生態(tài)學(xué)權(quán)威期刊Functional Ecology上。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、中科院拔尖青年人才項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。 

　　原文鏈接 　　 

　　

　　根系/菌絲C輸入對土壤N轉(zhuǎn)化過程的影響差異概念模型