亚热带常绿阔叶林丛枝菌根树种养分觅食策略及其与细根形态间的关系

植物细根和丛枝菌根(AM)真菌的养分觅食策略直接影响植物的生产力与碳汇能力,是森林生态系统稳定性的关键影响因素。养分觅食精度是养分觅食策略的重要方面,指植物将其根系、菌丝精准地部署到养分相对丰富斑块中的能力。然而,目前对内生菌根树种细根和菌根菌丝觅食精度间的权衡关系,以及细根形态能否较好地预测觅食精度仍存在争议。该研究对中亚热带天然常绿阔叶林内17个AM树种进行野外原位根袋磷添加实验,以模拟土壤中磷养分斑块。施加磷肥4个月后,对对照组和磷添加组的细根进行形态扫描和分析,采用膜过滤法提取土壤中的菌丝并用电子显微镜观测,筛选中部无隔膜且易于染色的菌丝作为AM内生菌根菌丝,计算其长度。在此基础上,计算根长觅食精度和菌丝觅食精度,以研究亚热带AM树种的根长觅食精度与菌丝觅食精度间的权衡及其与细根形态间的相关关系。主要结果有:(1)AM树种根长觅食精度与菌丝觅食精度间相互独立;(2)细根组织密度与根长觅食精度呈显著正相关关系;(3)细根直径与菌丝觅食精度呈显著负相关关系,比根长与菌丝觅食精度呈显著正相关关系。该研究结果有助于理解亚热带常绿阔叶林AM树种根系养分觅食策略,表明细根形态等易观测指标可用于评估AM树种细根养分觅食精度。

植物对土壤养分空间异质性分布响应的荟萃分析

为了描述植物响应养分异质性的普遍规律,解析造成不同研究间的结论存在差异可能原因,本研究收集了55篇已发表的文章进行荟萃分析(meta-analysis),用以评估植物功能群分类、驯化水平和研究周期对7个有关植物地上部分和根系生长变量(地上部生物量、根系生物量、根冠比、地上部氮累积量、地上部磷累积量、根长密度和根系觅食精度)响应养分异质性环境的影响。分析结果表明,除了根冠比,养分异质性分布对其他6个植物响应变量均有正效应。根系形态的改变比率(26.5%~44.1%)显著高于植物生物量分配(7.3%~13.8%)和地上部养分含量(14.8%~18.0%)。非豆科类双子叶植物和禾本科植物相比,养分异质性分布对豆科根系形态的改变比率显著高于禾本科植物,而对植物生物量分配和地上部养分含量没有显著的影响。农作物与野生植物的生物量和养分累积量对养分异质性的响应程度相同,但农作物具有更高的根系觅食精度。养分异质性分布对植物生长响应的正效应表现出随研究周期的延长而呈下降的趋势。