科技工作者之家
科技工作者之家APP是专注科技人才,知识分享与人才交流的服务平台。
科技工作者之家 2023-01-29
生物多样性与生态系统生产力之间的关系是生态学研究的核心问题之一,养分供应是生产力维持的基础,但多数研究并未充分考虑植物养分获取策略对多样性-生产力关系的影响。在长期进化过程中,约85%的维管植物与菌根真菌形成共生关系,菌根共生是植物提高养分吸收效率的重要策略。养分重吸收和凋落物分解为植物提供了年需求约90%的氮和磷。探讨不同菌根共生系统如何调控森林中共存树种的养分获取策略,从而影响森林群落动态,有望为解析生物多样性与生产力间的关系提供新视角。
中科院植物所研究员刘玲莉研究组与北卡州立大学、佐治亚理工大学等合作,依托我国亚热带大型森林生物多样性的控制实验平台(BEF-China),研究了在不同多样性梯度下,丛枝菌根(AM)树种和外生菌根(EcM)树种如何调节养分获取策略,进而影响生态系统生产力。科研人员发现,AM树种具较高的养分重吸收效率和较低的菌根真菌相对丰度。随着树种多样性的增加,AM树种养分重吸收效率和凋落物分解速率均显著上升;而EcM树种的凋落物分解速率虽然上升,但养分重吸收效率却出现下降;这表明在多样性较高的森林群落中,AM树种具更强的养分获取能力,这种养分策略的差异使得EcM树种的净初级生产力随多样性上升迅速下降,而AM树种的净初级生产力快速增加,最终AM树种在高多样性样方中占据绝对优势。
对土壤微生物群落的分析还发现,EcM纯林的优势真菌群落为共生真菌,而AM纯林的优势真菌群落为腐生真菌和病原性真菌。随着树种多样性的增加,伞菌纲(大部分是EcM真菌)的相对丰度下降,从而降低EcM树种的养分获取能力;且随着AM树种丰度的增加,混交林中EcM菌根网络的形成受到阻碍,同样也削弱了EcM菌根的养分吸收优势。进一步证明,随着多样性的上升,微生物群落的变化导致EcM树种的养分获取能力下降,从而降低其在高多样性亚热带森林中的竞争能力。
该研究提出了一种新机制,即在高多样性的亚热带森林中,AM树种具比EcM树种更优化的养分获取策略,从而能够在混交林中占据优势地位。这对于预测亚热带和热带地区森林生态系统的种群动态和对全球变化的响应颇具意义,也为高产混交林造林树种的选择提供了理论依据。
该研究成果于1月18日作为封面文章,发表在《科学进展》Science Advances上。研究工作得到中科院战略性先导科技专项“美丽中国生态文明建设科技工程”项目、国家自然科学基金国家杰出青年科学基金项目和面上项目等的支持。
论文链接
随着多样性上升,AM和EcM树种养分获取策略及土壤微生物群落的变化趋势
来源:中国科学院
原文链接:http://www.cas.cn/syky/202301/t20230120_4872958.shtml
版权声明:除非特别注明,本站所载内容来源于互联网、微信公众号等公开渠道,不代表本站观点,仅供参考、交流、公益传播之目的。转载的稿件版权归原作者或机构所有,如有侵权,请联系删除。
电话:(010)86409582
邮箱:kejie@scimall.org.cn
树种多样性的重要性
青藏高原所揭示保护树种多样性可有效提升森林抵御干旱能力
保持亚洲森林多样性以避免气候变化的影响
100多位科学家告诉你10个真菌的迷人事实 | 绿会公民科学家
树种多样性有多重要,数据说了算
绿会秘书长与江西某市副市长探讨生物多样性保护与相关合作
美国科研人员:南极2.8亿年前有森林覆盖
绿会BCON建言《森林法实施条例》:增加“森林生物多样性”、“林地生物多样性”
树种多样性少一成每年损失200亿美元
森林恢复过程中树种共存机制及多样性与稳定性关系研究获系列进展