研究叢枝菌根真菌（AMF）群落結構和功能對于揭示陸地生態系統初級生產力和土壤有機碳儲量的養分限制至關重要。盡管理論模型和實驗研究均表明，在受磷限制的熱帶森林生態系統中，氮沉降可能會改變AMF的豐度和多樣性，但現有研究多采用超出實際大氣氮沉降水平的施氮實驗設計，其結論可能高估AMF對氮沉降的真實響應，進而影響熱帶和亞熱帶森林土壤碳匯功能的準確評估。
中國科學院華南植物園鼎湖山站研究人員依托廣東省鼎湖山和鶴山國家野外研究站建立的長期模擬氮沉降平臺，選取5個亞熱帶森林進行AMF豐度和多樣性研究，同時結合全球熱帶和亞熱帶森林數據進行整合分析和比較。基于鼎湖山和鶴山的試驗研究表明，低氮添加處理（≤50 kg N ha-1 yr-1，與研究地點的背景氮沉降水平相當）對AMF的豐度和多樣性無顯著影響（圖1，2），該結論在其他熱帶和亞熱帶森林得到驗證（圖3）。然而，當前很多熱帶和亞熱帶森林采用高于實際氮沉降水平的氮添加處理（>50 kg N ha-1 yr-1），該處理下AMF的豐度和多樣性顯著降低（圖3）。另外，研究發現AMF的響應與植物碳、土壤養分有效性和土壤pH相關。研究結果進一步表明，當前大氣氮沉降可能不會通過介導AMF提高土壤碳固存（圖1）。鑒于全球多數地區（尤其是歐美和東亞等）的大氣氮沉降水平趨于穩定甚至開始下降，本研究揭示了早前基于高氮添加處理的研究結論可能會高估AMF的真實響應及其對土壤碳固存的影響，即實際大氣氮沉降對熱帶和亞熱帶森林AMF群落豐度和多樣性可能沒有促進或抑制作用。該項研究強調了重新評估實際大氣氮沉降水平對熱帶和亞熱帶森林中植物-真菌共生關系以及菌根真菌對土壤碳庫影響的必要性。
相關研究成果以“Atmospheric nitrogen deposition has minor impacts on the abundance and diversity of arbuscular mycorrhizal fungi and their contribution to soil carbon stock in tropical forests”為題，近期發表在土壤學領域頂級期刊Soil Biology and Biochemistry（《土壤生物學與生物化學》）上。中國科學院華南植物園李安迪博士后為論文的第一作者，鄭棉海研究員為論文的通訊作者。該研究得到廣東省杰出青年基金、國家重點研發計劃青年科學家項目、中國科學院青年創新促進會、中國博士后科學基金和國家留學基金委的資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2025.109746
圖1.?大氣氮沉降對熱帶森林AMF豐度和多樣性及土壤有機碳儲量影響的概念圖
圖2.?氮添加對鼎湖山和鶴山森林AMF豐度和多樣性以及土壤有機碳的影響
圖3.?低氮添加（a）和高氮添加（b）對熱帶森林AMF多樣性和豐度的影響，以及兩種氮添加水平下土壤AMF菌絲長度密度與土壤有機碳之間的關系?
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