森林根系分泌物日益被認為是驅動生態系統過程的重要調控因子。目前關于根系分泌物生態效應研究大多僅關注了根系分泌物C輸入,而忽略了根系分泌物C:N化學計量特征和土壤養分有效性等對土壤生物化學循環過程的調控效應,限制了對森林根系-土壤—微生物互作機制的全面深入認識。
中科院成都生物研究所地下生態學科組尹華軍等通過模擬控制試驗,探究了不同C:N化學計量特征的根系分泌物對亞高山兩種森林類型(天然林和人工林)土壤C激發效應及相關的微生物過程影響差異。研究發現:根系分泌C添加對兩種林分土壤均誘導C正的激發效應(即土壤C降低),而N添加則緩和乃至抑制土壤C正激發效應。有趣的是,兩種林分土壤微生物和胞外酶特性對根系分泌物C添加表現出截然不同的響應趨勢。對人工林土壤(低N)而言,根系分泌物C添加導致人工林土壤微生物生物量與胞外酶活性均增加,與傳統的微生物共代謝理論一致。相反地,對天然林土壤(高N)而言,雖然根系分泌物C添加也誘導了土壤正激發效應,但天然林土壤微生物量與胞外酶活性卻呈現出明顯的降低趨勢,這對傳統的微生物共代謝理論是一個挑戰,暗示著非微生物作用機制也是調控根系分泌物激發效應的另一重要途徑。該研究進一步豐富了森林根系分泌物對土壤C-養分循環過程影響機制的全面認識。
研究結果已發表于國際土壤學期刊Applied Soil Ecology (2016)。該研究得到了中國科學院前沿科學重點研究項目和國家自然基金項目資助。