塞罕坝人工林外生菌根真菌呼吸对土壤呼吸的贡献

土壤呼吸是CO2由陆地生态系统进入大气的重要途径之一。菌根真菌几乎在各种生境中都存在，外生菌根真菌在温带森林中通常被认为代表一个巨大的碳汇，然而，菌根真菌呼吸对土壤CO2释放的贡献却经常在生态系统对全球环境变化的响应研究中被忽视。本项目以我国最大的人工林基地-塞罕坝樟子松林为研究对象，采用野外原位测定，估算共生真菌呼吸对土壤呼吸的贡献；从土壤温度、湿度、光合有效辐射和共生真菌群落组成4个方面，分析菌根真菌呼吸季节动态的驱动因素；同时通过不同施氮条件下呼吸速率及相关影响因素的比较，揭示菌根真菌呼吸对土壤营养可获得性的响应规律及其机制。本研究对于揭示菌根真菌在土壤碳释放中的作用，改进我们对土壤碳对全球变化响应的理解以及精确估算我国人工林未来的固碳潜力均具有重要的理论和现实意义。

本项目在2011年1月-2013年12月项目执行期内，在我国最大的人工林基地-塞罕坝，进行了樟子松人工林四种不同施氮处理的野外控制实验，采用改进的mesh collar法，完成了原位土壤呼吸不同组分：植物根际呼吸、根外菌根真菌菌丝体呼吸和异养微生物呼吸的季节动态的观测，并对其主要影响因素（生物因子和非生物的环境因子）进行了测定。估算了菌根真菌呼吸对土壤总呼吸的贡献；揭示了菌根真菌呼吸季节动态的驱动因素；阐明了土壤营养可获取性对菌根真菌呼吸的影响及其机制，基本达到项目的预期，并发表了SCI检索论文 3篇；中文核心刊物 1 篇。.主要结论如下：.1）共生真菌呼吸对于土壤呼吸的贡献.在2011年-2013年的生长季，土壤呼吸中的88.2%为异养呼吸，4.41%为根系呼吸，7.42%为共生真菌呼吸；根系呼吸仅占自养呼吸的37.12%，共生真菌呼吸贡献了自养呼吸的62.88%。与Heinemeyer 等在温带针叶林（62.5%）的结果相近。.2）共生真菌呼吸对气候因子的响应.除2011年之外，根系呼吸和共生菌根真菌呼吸与实时测量的土壤温度、土壤湿度之间均呈显著相关。土壤温度和湿度是共生菌根真菌呼吸季节动态的驱动因子。.3）共生真菌呼吸对氮添加的响应.氮添加能显著提高共生真菌呼吸对于自养呼吸的贡献。在氮添加浓度为10 g N m-2 y-1时，菌根真菌占自养呼吸的比例最高（90.68%），随着施氮浓度的增加，地表0-20cm处的细根生物量显著减少，说明当土壤氮的可利用性增加时，植物对养分吸收更加依赖于共生真菌，倾向于提高共生真菌的活性而不是增加根系的活性，来增加对矿质氮的吸收。