近日，中国科学院地理科学与资源研究所研究员马泽清团队揭示了树木根系—菌根以及土壤真菌随林龄变异的系统性规律，首次提出“养分觅食连续体”概念，发现随着林龄增加，树木养分获取策略从“小根系配合长距离菌索”逐步过渡到“大根系结合短距离探索型菌根”的系统性转变。相关成果以研究长文形式发表于国际生态学顶级期刊《生态学专著》（Ecological Monographs）。

　　树木的生长需要从土壤中获取养分，这一过程由吸收根及其共生的菌根真菌共同完成：树木为真菌提供碳源，真菌则帮助树木获取水分和养分。理解植物的养分获取策略，是预测植物竞争能力和ECO碳氮循环的关键。然而，以往研究大多只关注根系或者共生真菌，并未将根-菌共生体视为统一的养分获取单元；且研究菌根真菌时，多数工作只关注侵染程度，而忽略了更能反映其养分探索能力的关键指标：菌根探索类型。

　　马泽清团队依托不同林龄的落叶松人工林氮添加长期样地开展野外控制实验，综合分析了根系、菌根真菌和土壤真菌群落的组织方式。他们在一个个根尖上解析了复杂的根内外真菌网络，发现林龄对根系和菌根真菌的影响远大于氮肥等土壤资源因素，表明林龄是驱动地下养分获取策略系统性变异的主要因素。

　　随着森林林龄增加，地下觅食策略发生一系列系统性变异：根系从“探索型”转变为“保守型”。幼龄林生长快，根系生物量低，但单根呼吸和代谢水平高，在组织构建和资源获取方面投入较多；而老龄林，根系构型大、生物量高，单根的物理和化学防御增强，更多碳分配用于根系自身代谢的维持和防御，从而趋向于保守的策略。

　　与根系变化同步，菌根真菌也发生了从“长距离型”到“短距离型”的典型演替。幼龄林中占主导地位的是“长距离探索型”真菌，能到更远的地方寻找养分；而老龄林中“短距离探索型”真菌比例上升，更专注于高效利用根际富集的资源。这一变化间间促进了成熟林中土壤腐生真菌的增加。

　　“这项研究率先从根-菌根真菌-土壤真菌的角度，全面系统地总结了森林树木地下养分觅食互补策略的转变，推动了根系和菌根研究的理论创新。”马泽清告诉《中国科学报》，更重要的是，地下根系与真菌之间的动态关系主要由两个关键机制驱动：一是根系构型与单根代谢之间的“大小—速率”权衡，二是根系与菌根探索类型之间的“互补效应”。

　　“随着林龄的增加，共生真菌下降，腐生真菌上升，这一规律基本成立。”马泽清说，这证明了在森林演替过程中，不同功能的真菌类群发生系统性变异的重要的条件并非养分，而是林龄。

　　该研究不仅揭示了森林ECO演替过程的地下“黑箱”，填补了养分探索策略的种内变异认识的空白，还为全球变化背景下优化碳氮循环模型提供参数，预测未来森林碳氮和多样性提供了理论依据。

　　“我国大部分人工林慢慢地过渡到成熟林和老林龄，森林如何持续固碳成为研究的热点和难点。”马泽清说，该研究之后发现成熟林中相当一部分碳被用于短距离探索型菌根真菌的更新，并且维持庞大的根系结构，这为解释成熟林碳汇能力变弱提供了新的视角。

　　马泽清表示，尽管老林龄的固碳能力会降低，但其地下多样性保育能力会较强。本研究为制定科学的森林管理方案、提升森林固碳潜力和生态服务功能提供有力指导。

　　未来，我国大面积人工林将面临林龄整体老化，跟着时间演替，土壤资源的时空供应格局也将发生复杂变化。在这一背景下，该研究对于预测地下养分获取策略的演变及其对土壤生物多样性和碳汇功能的影响，具备极其重大的科学价值和实际意义。

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