沈陽生態所土壤碳氮礦化的根際激發機制研究取得進展

　　森林生態系統占有全球陸地生物圈45%的碳，其中大約有383Pg以有機碳的形式儲存于森林土壤有機質。因此，森林土壤有機質礦化在減緩全球CO2濃度升高方面起著重要作用。越來越多的研究表明，根際激發效應顯著影響土壤有機質分解和養分（尤其是氮）循環。根際激發效應最高可使土壤有機質分解速率加快近4倍，足以與溫度、水分相媲美。由此可見，根際激發效應對陸地生態系統土壤碳源-庫關系轉化、生物圈碳氮生物地球化學循環至關重要。已有的研究表明，植物種間競爭降低碳的激發效應，并推測種間養分元素（尤其是氮）的互補性吸收與利用是造成這種現象的可能機制。但關于樹種種內競爭對根際激發效應的影響程度如何，是否存在種間差異的問題尚不清晰。

　　近期，中國科學院沈陽應用生態研究所地下生態過程研究團隊以我國人工林種植面積較大，菌根類型、生長速率、細根屬性等均有顯著差異的杉木（Cunninghamialanceolata），日本落葉松（Larixkaempferi）和水曲柳（Fraxinus mandshurica）為研究對象，采用13C和15N示蹤技術，同時監測了土壤有機碳、氮礦化作用。研究表明，樹種能引起強烈的正激發效應，最大可使土壤碳分解速率加快1.5倍，土壤氮的礦化速率加快4倍，并表現出明顯的種間差異。隨著碳激發效應增加，總氮礦化和植物凈氮吸收增加，但凈氮礦化降低。種植密度的提高顯著降低了土壤碳、氮的激發效應和植物氮吸收，且這種影響具有樹種特異性。這表明微生物氮礦化是引起樹種正的激發效應的主要原因，而樹種與微生物間氮競爭的加劇是造成激發效應降低的機制之一。樹種種間差異在調節根際激發效應的幅度以及種內競爭的抑制作用方面起到非常重要的作用。該研究為人工林種植密度的合理規劃，減排增匯政策的制定提供了理論依據。

　　相關研究成果以Rhizosphere priming effects on soil carbon and nitrogen dynamics among tree species with and without intraspecific competition為題發表在New Phytologist上，博士陰黎明為第一作者，研究員王朋、北京大學研究員朱彪為共同通訊作者。該研究得到了中科院戰略性先導科技專項（B類）、國際訪問科學家項目和國家自然科學基金委的資助。

　　樹種根際激發效應的作用機制及種內競爭的影響