根际菌根的觅食策略随着森林年龄的变化而变化，这种变化比氮素处理的影响更为显著

《Ecological Monographs》：Root-mycorrhizal foraging strategies shift with forest age more than with nitrogen manipulation

根系结构与外生菌根真菌策略随林龄变化的权衡与互补关系。通过氮添加实验分析11、20、45年白桦林根系代谢（呼吸率、比根长）、组织密度及酚类物质，发现林龄主导根系从探索型（高代谢、长距离菌丝）向保守型（低代谢、短距离菌丝）转变，且与土壤腐生真菌竞争增强。研究揭示了“大小-速率”权衡与“根系-菌丝”互补机制，为森林生态系统功能预测提供理论框架。

　　在森林生态系统中，植物的养分获取策略深受根系和菌根真菌的影响。这些生物结构的特性不仅决定了植物如何从土壤中获取营养，也反映了植物在不同发育阶段对碳资源的分配方式。本研究通过长期的氮素调控实验，探讨了温带落叶松林在不同年龄阶段（11年、20年、45年）和不同氮素添加水平（0、20、50 kg N ha?1 year?1）下，根系结构、菌根策略以及土壤相关真菌群落的演变规律。研究发现，森林年龄对根系和菌根真菌的特性影响远大于氮素添加，这种趋势表明，随着森林的成熟，植物在养分获取上的策略逐渐从“探索型”向“保守型”转变。

在年轻森林中，根系表现出较高的探索性特征，如根系的总长度和根系密度（RLD）较大，同时根系的呼吸作用和特定根长（SRL）也较高。这种高代谢活动有助于快速获取土壤中的养分，尤其是氮和磷等关键元素。然而，随着森林年龄的增长，根系的生长模式发生显著变化。在成熟森林中，根系的生物量和长度密度显著增加，而根系的代谢活动则趋于保守，表现为呼吸速率和SRL的降低，同时根系组织密度和酚类物质的含量上升。这种变化可能是由于植物在生长过程中对碳资源的重新分配，将更多的碳投入到根系的结构稳定性和防御功能中，以适应更复杂的土壤环境和更高的竞争压力。

菌根真菌的探索类型也随着森林年龄的变化而发生调整。年轻森林中，菌根真菌以长距离探索类型为主，这类真菌通常具有较高的酶活性和广泛的土壤探索能力，能够有效获取土壤中分散的养分。然而，随着森林的成熟，菌根真菌的探索类型逐渐向短距离转变，这类真菌更倾向于在根系附近获取养分，适应了根系密度增加和土壤养分富集的环境。这种转变反映了根系和菌根真菌之间的一种互补性，即随着根系结构的扩大，菌根真菌的探索策略也相应调整，以更高效地利用根系提供的资源。

研究还发现，氮素添加对根系和菌根真菌的特性影响相对较小。尽管氮素添加可能在短期内促进某些菌根真菌的生长，但长期来看，森林年龄对这些生物特性的影响更为显著。这可能是因为随着森林的成熟，土壤中的无机氮含量增加，而植物对碳资源的分配更倾向于维持根系的代谢功能和结构稳定性，而非进一步增加对菌根真菌的投入。此外，氮素添加可能对土壤相关真菌群落的结构产生一定影响，但这种影响往往不如森林年龄对菌根真菌和根系特性的影响显著。

通过分析根系与土壤真菌群落之间的相互作用，研究揭示了森林年龄如何塑造这些生物之间的网络关系。随着森林的成熟，根系与土壤真菌之间的互动变得更加复杂，表现为更频繁的共现和更高的网络连接度。这种变化可能与土壤养分的动态变化有关，特别是无机氮的积累和磷的相对稀缺，导致根系与土壤真菌之间的竞争关系发生转变。同时，土壤中有机氮的减少可能进一步促进了短距离菌根真菌的生长，因为它们能够更有效地利用根系附近的资源。

本研究的结果表明，森林年龄在很大程度上决定了根系和菌根真菌之间的功能互补性。年轻森林中，根系和长距离菌根真菌的组合有助于更广泛的养分探索，而在成熟森林中，根系的扩展和短距离菌根真菌的主导地位则反映了植物对资源获取策略的优化。这种转变可能与植物在不同发育阶段对碳和氮的分配策略有关，即随着森林年龄的增长，植物会减少对高代谢活动的投入，而更多地依赖根系的扩展和菌根真菌的高效利用来获取养分。

此外，研究还指出，根系与土壤真菌之间的相互作用在森林发育过程中呈现出不同的模式。在年轻森林中，根系的高代谢活动可能促进菌根真菌的生长，但在成熟森林中，这种互动可能变得更加复杂，涉及到更多的竞争和合作。这种变化不仅影响了养分获取的效率，还可能对土壤有机碳和氮循环产生深远的影响。例如，随着根系的扩展和菌根真菌的代谢活动的减少，更多的碳资源可能被分配到根系的维持和生长中，而较少的碳被用于菌根真菌的活动，从而影响土壤的碳储量和养分循环。

综上所述，本研究通过长期的氮素调控实验，揭示了森林年龄对根系和菌根真菌之间相互作用的深远影响。年轻森林中，根系和长距离菌根真菌的组合促进了高效的养分探索，而成熟森林则更依赖于根系的扩展和短距离菌根真菌的高效利用。这种转变不仅反映了植物在不同发育阶段的适应策略，还可能对森林生态系统的整体功能产生重要影响。未来的研究应进一步探讨不同树种和森林年龄对这种营养获取连续体的影响，以更全面地理解森林生态系统中根系、菌根真菌和土壤之间的复杂互动。