混合马尾松林中凋落物渗滤液氮素驱动腐生与菌根真菌协同提升土壤碳汇机制

针对混合林土壤碳汇机制不清的问题，贵州团队通过凋落物渗滤液-真菌互作研究，发现PM+CJ和PM+MC混合林凋落物渗滤液氮分别增加0.99 mg/L和1.78 mg/L，驱动腐生/菌根真菌贡献40%以上SOC增量，为人工林碳汇管理提供新靶点。

　　

【研究背景】
全球森林土壤储存着陆地0-1米深度45%的碳，但人类活动导致40%的天然林土壤碳流失。作为应对措施，人工林贡献了中国80%的土壤碳汇增量。然而，占主导地位的马尾松纯林(PM)面临病虫害、土壤酸化等问题，其碳储量仅为天然林的60%。更矛盾的是，虽然混合林理论上能提升碳输入，但部分案例显示其可能通过激发效应(priming effects)反而降低土壤有机碳(SOC)存储。这种"混合林碳汇悖论"的核心，在于凋落物-微生物互作机制尚未明晰。

贵州的研究团队选择典型亚热带马尾松林为研究对象，重点关注长期被忽视的凋落物渗滤液(litter percolate)——这种经凋落层生化反应后的雨水，其氮浓度在混合PM+CJ（引入连香树）和PM+MC（引入木莲）中分别比纯林高0.99 mg/L和1.78 mg/L。通过解析这种"液态养分快递"如何调控腐生真菌(saprophytic fungi)和菌根真菌(mycorrhizal fungi)的碳贡献，研究发表在《Journal of Environmental Management》。

【关键技术】

1. 采用生长芯(ingrowth cores)埋藏法分离真菌群落；
2. 凋落物渗滤液收集系统定量养分输入；
3. 碳库管理指数(CPMI)评估碳稳定性；
4. 结构方程模型解析氮素贡献路径。样本来自贵州龙里国家林场1150米海拔的次生林改造区。

【研究结果】

1. 凋落物渗滤液氮的驱动效应
   引入木莲(PM+MC)使渗滤液体积降低但氮浓度激增1.78 mg/L，连香树(PM+CJ)则提升碳氮浓度0.32-1.09倍。关键发现是：影响因子并非凋落物氮含量本身，而是木质素/氮比和渗滤液体积的协同作用。

2. 真菌碳贡献的差异化响应
   • 腐生真菌：在PM+CJ中SOC贡献提升40.13%，主要受渗滤液总氮驱动
   • 菌根真菌：在PM+MC中SOC贡献提升40.76%，依赖渗滤液铵态氮(NH₄⁺-N)和土壤氮双重调控

3. 碳稳定性机制
   两类真菌均显著提高CPMI值：菌根真菌通过分泌球囊霉素(glomalin)促进大团聚体形成；腐生真菌则利用低C/N比碳源减少激发效应。

【结论与意义】
研究颠覆了"高氮凋落物必然提升渗滤液氮"的认知，首次建立木质素/氮比-渗滤液体积-真菌功能的级联调控模型。实践层面建议：在亚热带马尾松混交林中优先选择木质素/氮比<25的树种（如木莲），其通过"减少渗滤液体积+提升氮浓度"的双重优化，可使菌根真菌碳贡献效率最大化。该发现为破解混合林碳汇悖论提供了可量化的水文-微生物耦合框架，对实现中国14.2百万公顷马尾松林的碳汇增效具有指导价值。Yaoxiong Wang团队特别指出，未来需关注渗滤液磷素对真菌群落结构的调控，以完善"液态养分-微生物泵"理论体系。