近日,水土保持科学与工程学院(水土保持研究所)黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室于强研究员团队联合西班牙生态与林业应用研究中心、福建师范大学、加拿大英属哥伦比亚大学等单位,在美国生态学会旗舰期刊Ecology上发表题为“Fungal composition associated with host tree identity mediates nutrient addition effects on wood microbial respiration”的研究论文。水保学院胡振宏教授为论文第一作者,福建师范大学黄志群教授为通讯作者。
死木是森林生态系统中重要的有机质,真菌是森林死木的主要分解者,但人类活动引起的养分和温度变化对真菌群落及死木呼吸速率的影响尚不清楚。鉴于全球养分和温度变化同时发生的,研究二者的综合效应有利于准确评估死木分解在全球碳动态中的作用。基于此,该研究通过设置氮和磷的添加野外实验和增温的室内培养实验,分析养分输入和增温如何共同影响亚热带森林被子植物和裸子植物死木的真菌群落组成和微生物呼吸,主要结果如下:
图1 养分添加对死木微生物呼吸的影响
(1)养分添加通过影响真菌组成显著增加了死木的微生物呼吸速率,但其影响因养分类型和树种类群而异(图1)。
图2 养分输入对死木关键真菌群落组成的影响
(2)磷添加通过降低酸性磷酸酶活性和增加快速分解真菌(例如白腐菌)的丰度显著增加了死木的微生物呼吸速率(65%),而氮的添加则略微增加死木的微生物呼吸速率(30%)。同时,磷添加导致裸子植物植物死木微生物呼吸速率增加的幅度较被子植物的增加幅度更大(83.3% vs 46.9%),这与裸子植物中担子菌与子囊菌丰度的比例增加,而被子植物中该比例的减少有关(图2)。
图3 养分输入对死木微生物呼吸温度敏感性的影响
(3)死木微生物呼吸的温度敏感性在不同营养水平和真菌群落组成上保持恒定,这与生态代谢理论的假设一致(图3)。因为温度与磷可用性或真菌群落组成之间没有显著的相互作用。该研究强调了树种属性通过调控真菌群落组成调节死木微生物呼吸对养分添加的响应,考虑到被子植物物种的分布范围可能会在气候变暖和森林管理下扩大,这种扩张可能降低养分输入对原先以裸子植物分布为主的森林碳循环的影响。
该研究受到国家自然科学基金(32271853),深圳市科技创新委员会(JCYJ20230807111402004)和中国大学科学基金(2452022127)等项目资助。
论文链接如下:https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ecy.4375