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成都生物所在根系分泌物海拔梯度变化规律及其关键生态驱动因子研究中获新进展
发表日期: 2023-05-23 作者: 杨涵 文章来源:
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 根系分泌物是植物与土壤进行物质能量交换和信息传递的重要载体物质,是调节根际微生态系统活力与功能特征的关键要素,在森林土壤有机质分解和养分循环过程中具有十分重要的调控作用。根系分泌物作为一种能源/碳源输入,其数量和质量是植物长期进化及其对环境适应结果的最终产物。相应地,根系分泌物关键生态驱动因子及其潜在调控机制一直是森林根际生态学领域关注的重要课题。作为一种典型的根系养分获取生理性状,大量研究表明土壤养分和气候是驱动根系分泌物速率变化的关键因素。然而,此前的研究大多局限于单一变量的控制实验或样带调查下根系分泌物对土壤养分或气候的响应,而忽略了自然条件下多种环境因素的共同变化对植物生理代谢和养分获取策略产生的复杂影响。目前有关多变环境下植物根系分泌物输入究竟受何种因素主导仍存在争议,这极大地限制了对森林根系分泌物介导的土壤生物地球化学过程的深入认识。 

 基于此,中科院成都生物研究所森林生态过程与调控项目组尹华军研究员团队以青藏高原东部高寒针叶林为研究对象,通过对两个海拔梯度序列各自优势针叶树种(排除了树种差异干扰,图1)根系分泌物的原位收集,系统探讨了海拔梯度下根系分泌物输入速率的变化规律,并结合根系、土壤和气候参数的分析,进一步揭示了土壤养分和气候在驱动分泌物变异格局中的相对贡献大小及其潜在驱动机制。研究结果表明:I)随着海拔升高,两个树种的根系分泌物输入速率均呈下降趋势,从低海拔处到高海拔处分别下降了60%62%II)气温而非土壤养分有效性主导着根系分泌物输入速率的海拔变异。具体而言,随海拔升高,气温通过直接降低树木的生理活性以及间接诱导更加保守的地下碳分配策略和根系形态性状,从而导致分泌物碳输入量的下降(图2)。上述结果表明,相较于土壤养分,气温在决定高寒针叶林根系分泌物海拔变异中发挥着更为关键的作用,这对于理解和预测全球变暖背景下高寒针叶林根系分泌物及其诱导的一系列土壤碳-养分循环过程的响应模式具有重要意义。 

 上述研究结果于2023520日以“Temperature rather than N availability determines root exudation of alpine coniferous forests on the eastern Tibetan Plateau along elevation gradients”为题,在线发表于林学领域TOP期刊《Tree Physiology》上。成都生物研究所硕士研究生杨涵为论文的第一作者,尹华军研究员和特别研究助理张佩佩为论文共同通讯作者。本研究得到了中科院“西部之光”交叉团队项目、国家自然科学基金项目和西藏自治区科技计划项目的联合资助。 

 原文链接 

 

 

 

  1研究地点和海拔梯度序列采样点分布图 

   

   

   2温度调控高山针叶林根系分泌物海拔变异格局的概念框架图 

    


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