不同增温条件下高寒草甸丛枝菌根真菌介导的土壤碳固持研究

As one important component of soil carbon pool, arbuscular mycorrhizal (AM) fungi play a critical significance in regulating the budget balance of soil carbon pool. However, relative little is known about the processes of AM-mediated soil carbon sequestration under the global climate warming. Based on these, we will use the hyphal in-growth bag to control AM growth, and investigate carbon sequestration ability of AM fungi, the process of soil carbon sequestration regulated by AM-mediated changes in soil saprotrophic microbiome, and the relationship between changes in AM fungi community and soil carbon pool under the different temperature condition in alpine meadow ecosystem on the Qinghai-Tibetan Plateau. We aim to illustrate the processes of AM-mediated soil carbon sequestration under the different experimental warming condition. Our research will provide a theoretical and data support for assessment and prediction of ecological consequences induced by global climate warming.

AM真菌作为土壤碳库的重要组成部分，在土壤碳库的收支平衡中具有至关重要的调节作用。但在全球气候变暖背景下，AM真菌介导的土壤碳的固持过程目前仍不清楚。因此，本项目拟以青藏高原高寒草甸生态系统为研究对象，采用菌丝袋埋设方法，在野外控制AM真菌的生长，研究AM真菌的碳固持能力、AM真菌通过土壤腐生微生物调控土壤碳库的机理，以及AM真菌群落组成变化与土壤碳库间的相互关系，旨在揭示不同增温条件下AM真菌介导的碳固持过程，为评估与预测全球气候变暖对高寒草甸生态系统所引起的碳效应、物种多样性和系统稳定性等生态效应提供理论与数据支撑。

AM真菌作为土壤碳库的重要组成部分，在土壤碳库的收支平衡中具有重要的调节功能。然而，气候变暖下AM真菌介导的土壤碳固持过程仍不清楚。鉴于此，本研究以青藏高原高寒草甸生态系统梯度增温样地为研究对象，通过不同孔径菌丝袋的埋设区分根系与AM 真菌的贡献，分析了不同增温处理下根系与AM真菌介导的土壤同位素δ13C、土壤理化性质、土壤微生物量碳氮、土壤胞外酶活性、土壤微生物群落的变化，旨在阐明不同增温处理下根系与AM真菌介导的土壤碳固持的微生物学机制。根系与AM真菌每个生长季对每公顷土壤有机碳储量的贡献为 -4.02 Mg C，其中根系的新碳投入占比为15%，而AM真菌的新碳投入占比为63%；根系新碳投入引起土壤有机碳负的激发效应（-68%），而AM真菌的新碳投入导致了正的激发效应（+32%）；增温处理对根系与AM真菌介导的土壤理化性质、土壤微生物量碳氮、土壤胞外酶活性、土壤微生物群落的变化均无显著影响。微生物量碳、可溶性有机碳、根系新碳投入量为根系介导的激发效应变化的预测因子，而微生物量碳、可溶性有机碳、β-1,4 N-乙酰氨基葡糖苷酶、过氧化物酶、可溶性有机氮是AM真菌介导的激发效应变化的预测因子。根系与AM真菌源新碳投入及其介导的激发效应均显著与微生物量碳显著相关。模拟增温未能通过微生物量碳驱动根系介导的激发效应，却通过改变微生物量碳弱化AM真菌介导的激发效应。该研究表明土壤微生物碳是高寒草甸有机碳周转的关键驱动因子应得到高度重视。