华南植物园揭示氮沉降对热带森林丛枝菌根真菌和土壤碳储量的影响

　　

研究丛枝菌根真菌（AMF）群落结构和功能对于揭示陆地生态系统初级生产力和土壤有机碳储量的养分限制至关重要。尽管理论模型和实验研究均表明，在受磷限制的热带森林生态系统中，氮沉降可能会改变AMF的丰度和多样性，但现有研究多采用超出实际大气氮沉降水平的施氮实验设计，其结论可能高估AMF对氮沉降的真实响应，进而影响热带和亚热带森林土壤碳汇功能的准确评估。

中国科学院华南植物园鼎湖山站研究人员依托广东省鼎湖山和鹤山国家野外研究站建立的长期模拟氮沉降平台，选取5个亚热带森林进行AMF丰度和多样性研究，同时结合全球热带和亚热带森林数据进行整合分析和比较。基于鼎湖山和鹤山的试验研究表明，低氮添加处理（≤50 kg N ha^-1 yr^-1，与研究地点的背景氮沉降水平相当）对AMF的丰度和多样性无显著影响（图1，2），该结论在其他热带和亚热带森林得到验证（图3）。然而，当前很多热带和亚热带森林采用高于实际氮沉降水平的氮添加处理（>50 kg N ha^-1 yr^-1），该处理下AMF的丰度和多样性显著降低（图3）。另外，研究发现AMF的响应与植物碳、土壤养分有效性和土壤pH相关。研究结果进一步表明，当前大气氮沉降可能不会通过介导AMF提高土壤碳固存（图1）。鉴于全球多数地区（尤其是欧美和东亚等）的大气氮沉降水平趋于稳定甚至开始下降，本研究揭示了早前基于高氮添加处理的研究结论可能会高估AMF的真实响应及其对土壤碳固存的影响，即实际大气氮沉降对热带和亚热带森林AMF群落丰度和多样性可能没有促进或抑制作用。该项研究强调了重新评估实际大气氮沉降水平对热带和亚热带森林中植物-真菌共生关系以及菌根真菌对土壤碳库影响的必要性。

相关研究成果以“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”为题，近期发表在土壤学领域顶级期刊Soil Biology and Biochemistry（《土壤生物学与生物化学》）上。中国科学院华南植物园李安迪博士后为论文的第一作者，郑棉海研究员为论文的通讯作者。该研究得到广东省杰出青年基金、国家重点研发计划青年科学家项目、中国科学院青年创新促进会、中国博士后科学基金和国家留学基金委的资助。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2025.109746

图1.?大气氮沉降对热带森林AMF丰度和多样性及土壤有机碳储量影响的概念图

图2.?氮添加对鼎湖山和鹤山森林AMF丰度和多样性以及土壤有机碳的影响

图3.?低氮添加（a）和高氮添加（b）对热带森林AMF多样性和丰度的影响，以及两种氮添加水平下土壤AMF菌丝长度密度与土壤有机碳之间的关系?