近期,水土保持与荒漠化整治全国重点实验室胡振宏教授课题组研究成果在国际林学研究经典期刊Forest Ecology and Management发表,论文题目为“Contrasting wood carbon quality of angiosperms and gymnosperms drives fungal-mediated decomposition responses to nutrient enrichment”。西北农林科技大学资源环境学院博士研究生徐知远为论文第一作者,胡振宏教授为通讯作者,佐治亚理工学院蒋林教授、维也纳大学Mark Anthony教授、武汉理工大学博士生邱天逸与西北农林科技大学林学院本科生李文倩为论文合作作者。
死木分解是森林碳循环和养分循环的核心环节,不同树种(被子植物与裸子植物)木材内部碳质量,即纤维素与木质素的相对含量差异显著(图1)。然而,在人为养分输入持续增强的背景下,真菌如何响应这种差异并影响木材分解,仍缺乏系统性认识。为解决这一问题,研究团队在浙江天童亚热带常绿阔叶林构建野外分解平台,历时三年系统跟踪 4 种被子植物与 4 种裸子植物木材在不同养分处理下(无添加 CTRL、氮添加 +N、磷添加 +P、氮磷添加 +NP)的化学性质、真菌群落结构、胞外酶活性和分解速率的协同变化。
图1 分解前(a)和分解后(b)的木材碳质量及其在不同树种之间的差异
研究表明,除木材性状(如养分可利用性和碳质量)对分解的公认影响外,由于亚热带森林长期存在的磷限制,养分添加引起的真菌群落变化会通过反馈进一步影响木材分解。在被子植物木材真菌群落中,磷限制相对较弱,养分添加增加了子囊菌门的相对丰度,增强了纤维素水解酶活性,使其更善于利用纤维素等易分解碳源。相反,在裸子植物的木材真菌群落中,磷限制更为显著,养分添加提高了担子菌门的相对丰度,从而促进木质素碳源的降解(图2、图3)。
图2 养分添加引起的木材优势真菌类群的变化
图3 养分添加下木材分解速率和微生物活性的响应
上述结果表明,与森林经营相关的趋同生物地球化学结果(如加速分解)可能源于截然不同的生态过程和群落结构。理解这些复杂的相互作用对于预测木材分解和森林碳储量变化至关重要。由于人为活动和森林经营,在亚热带森林中占优势的树种正由阔叶树向针叶树转变,这种转变正在积极改变真菌的组成和功能,因此这项工作尤为及时。在以提升森林碳储量为目标、管理未来特定树种组合时,必须充分考虑这一点。
该研究得到国家自然科学基金项目(32271853)、国家重点研发计划青年科学家项目(2024YFF1308600)、深圳市科技创新委员会项目(JCYJ20230807111402004)及Beatriu de Pinós项目(2022BP00059)的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.foreco.2025.122910
编辑:王容娜
终审:李小梅