中國科學院華南植物園聯(lián)合美國、澳大利亞和西班牙等多國科研機構,在熱帶森林土壤碳匯機制研究中取得進展。研究團隊選取熱帶地區(qū)同一演替序列下的典型森林類型,開展了為期兩年的野外原位培養(yǎng)實驗。通過結合內生長袋與同位素示蹤技術,并調控內生長袋網(wǎng)孔尺寸,實現(xiàn)了對根系與外延菌絲在土壤碳輸入中相對貢獻的精確區(qū)分與量化。
研究結果表明,根系對土壤有機碳的年均凈貢獻為1.2 mg C g-1土壤,是外延菌絲的近4倍。根系顯著促進了新碳的固定,還可抑制原有有機碳的分解,從而實現(xiàn)土壤碳的凈積累。根系輸入主要促進顆粒有機碳的積累。
研究還發(fā)現(xiàn),不同演替階段的熱帶森林其碳輸入策略存在明顯差異:演替早期以叢枝菌根植物為主,依靠快速周轉的根系大量輸入碳;中期轉為以外生菌根真菌為主,菌絲壽命更長、碳輸入更穩(wěn)定;至演替晚期,則形成功能互補的穩(wěn)定碳匯機制。
該研究系統(tǒng)闡明了根系與菌絲在熱帶森林土壤碳匯中的相對作用,凸顯了根系性狀在碳固存中的核心地位。研究結果表明,在熱帶森林恢復與管理中,應優(yōu)先選用具備高效碳輸入能力的樹種,并結合菌根共生策略,以提升土壤碳匯功能。
該研究首次系統(tǒng)揭示了植物根系在土壤有機碳積累中的主導作用,深化了對熱帶森林碳循環(huán)機制的理解,也為全球熱帶地區(qū)的生態(tài)恢復提供了科學依據(jù)。
相關研究成果發(fā)表在《全球變化生物學》(Global Change Biology)上。
根系與外延菌絲影響土壤有機碳動態(tài)及凈變化的概念圖
