森林儲(chǔ)存了大量的土壤有機(jī)碳(SOC)，在生態(tài)系統(tǒng)固碳和減緩氣候變化中發(fā)揮核心作用。在溫帶森林中，幾乎所有樹(shù)種都與AM或EcM真菌形成共生關(guān)系，由叢枝菌根(AM)或外生菌根(EcM)真菌占主導(dǎo)的森林生態(tài)系統(tǒng)在SOC儲(chǔ)量上存在顯著差異。然而，局域尺度SOC儲(chǔ)量的變化是否與AM和EcM樹(shù)種的優(yōu)勢(shì)度相關(guān)及其影響機(jī)理仍不清楚。

針對(duì)這一問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)以典型闊葉紅松林為研究對(duì)象，依托長(zhǎng)白山25 ha森林大樣地平臺(tái)，系統(tǒng)分析了樹(shù)種菌根類(lèi)型、植物、微生物群落屬性和非生物環(huán)境與土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量之間的直接、間接關(guān)系和相對(duì)貢獻(xiàn)。結(jié)果表明，與微生物群落組成(貢獻(xiàn)率26%)和非生物因素(20%)相比，森林植物群落屬性對(duì)SOC儲(chǔ)量的預(yù)測(cè)能力最強(qiáng)(45%)。森林SOC儲(chǔ)量隨植物和凋落物多樣性及根直徑的增加而上升，但隨土壤黏粉粒含量的增加而下降。在EcM與腐生真菌基因豐度比值較高、以及具有較高碳氮循環(huán)相關(guān)細(xì)菌功能基因豐度的林分中，SOC儲(chǔ)量較低。結(jié)構(gòu)方程模型表明(圖1)，在EcM占主導(dǎo)的林分中，SOC儲(chǔ)量較低可能間接與樹(shù)種多樣性較低、更高的凋落物碳輸入及不同的土壤微生物群落組成相關(guān)。

該研究強(qiáng)調(diào)了樹(shù)種菌根類(lèi)型在局域尺度調(diào)控了生產(chǎn)者、分解者和土壤性質(zhì)之間的復(fù)雜關(guān)系，為理解森林土壤有機(jī)碳積累的生物調(diào)控機(jī)制提供了新視角。研究成果以“Tree mycorrhizal associations regulate relationships between plant and microbial communities and soil organic carbon stocks at local scales in a temperate forest”為題于2025年3月發(fā)表在Functional Ecology期刊上。中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所博士后張夢(mèng)旭為第一作者，王緒高研究員為通訊作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。

圖1：樹(shù)種菌根類(lèi)型、植物和微生物群落屬性對(duì)土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的影響