研究揭示樹種菌根類型對溫帶森林群落結構的調控機制

　　森林是陸地生態系統的主體，因而針對森林群落結構及其影響因素的研究一直受到廣泛關注，為林業生產和管理提供重要參考。然而，以往研究多關注土壤養分等環境因子對森林群落結構的影響，結果發現存在很大不確定性。土壤微生物作為重要的生物因子，其對群落結構的影響也逐漸受到重視。近期大量的控制實驗研究表明，土壤微生物，尤其是菌根真菌也是影響群落結構的重要因素，可以在不同土壤養分條件下驅動不同的生態過程，進而影響多樣性和生物量等群落結構。相較于熱帶森林群落，溫帶森林通常包含較多的外生菌根（EM）樹種，其與叢植菌根（AM）樹種的土壤養分競爭過程可能是驅動溫帶森林結構變化的重要因素。然而目前為止，很少有研究在自然狀態下揭示溫帶森林群落結構與樹種菌根類型及土壤之間的關系，樹種菌根類型影響溫帶森林群落結構的機制尚不明確。

　　鑒于此，中國科學院沈陽應用生態研究所天然林生態組博士生毛子昆，在導師王緒高指導下，與哥倫比亞羅薩里奧大學和美國加州大學的研究人員進行合作，基于長白山25ha闊葉紅松林樣地的大樹（DBH ≥ 10 cm）和土壤數據，運用空間分析方法，分析了菌根類型和土壤養分等對群落多樣性和地上生物量的作用。研究發現，AM樹種和EM樹種與土壤養分條件的關系存在差異，且AM樹種主要影響群落多樣性，而EM樹種主要影響群落生物量，進而導致群落多樣性和生物量隨土壤肥力呈現相反的變化趨勢（圖1）。研究結果揭示了土壤養分和菌根真菌在溫帶森林群落結構形成過程中的主導作用，闡釋了樹種菌根類型調控森林群落結構的潛在機制（圖2）。

　　該研究以Tree mycorrhizal associations mediate soil fertility effects on forest community structure in a temperate forest 為題在New Phytologist上發表（doi: 10.1111/nph.15742）。毛子昆為第一作者，王緒高為通訊作者。該研究得到中科院B類先導專項、國家自然科學優秀青年基金、重點基金和面上基金等的支持。