地下过程的根本原因：树木的菌根关联比树木的丰富度更为重要

《Journal of Ecology》：Root causes of below-ground processes: Tree mycorrhizal associations outweigh tree richness

本研究通过长期生态实验，探讨树物种丰富度与菌根类型对土壤微生物群落及理化特性的影响。结果表明，菌根类型显著影响EM真菌多样性和组成，树物种丰富度促进AM真菌菌丝生长，而土壤特性主要由微生物多样性和组成变化驱动，提示菌根互作在生态系统响应中起关键作用。

　　

摘要

1. 尽管经过数十年的研究，植物与其菌根真菌之间的相互作用仍不甚明了。在同时存在丛枝菌根（AM）和外生菌根（EM）相关树木的生态系统中，树种丰富度及其菌根类型可能会影响菌根真菌群落及地下过程。通过在美国史密森尼环境研究中心（SERC）进行的长期生物多样性-生态系统功能实验，我们研究了树种丰富度（1种、4种、12种）和树根菌根类型（AM、EM、混合型）对土壤微生物组多样性和组成的影响。此外，我们还探讨了地上和地下分类及功能多样性如何影响土壤特性。我们假设土壤微生物群落受树根菌根类型的影响大于树种丰富度，并且树根菌根类型和真菌多样性都会对土壤特性产生影响。
2. 树根菌根类型对菌根真菌的丰富度、多样性和更替率的影响比树种丰富度更为显著，其中菌根类型对菌根真菌更替率的影响是树种丰富度的2.4倍。相反，树种丰富度显著增加了丛枝菌根菌丝的长度，而丛枝菌根真菌的相对丰度与菌根类型相关。
3. 树种丰富度和树根菌根类型均未直接影响土壤特性，而是真菌多样性和组成的变化影响了土壤特性。具体而言：1. 丛枝菌根真菌的丰富度与酸性磷酸酶（AP）胞外酶活性（EEA）呈正相关；丛枝菌根菌丝长度与N-乙酰-葡萄糖胺酶（NAG）胞外酶活性（NAG EEA）也呈正相关。AP EEA与土壤中无机磷酸盐（PO?3?）浓度呈负相关，而NAG EEA与无机硝酸盐（NO??）浓度呈正相关。2. 腐生菌和病原菌组成的变化与土壤有机碳（SOC）储量相关，这表明在这些地块中，碳储存主要受SOC分解速率而非积累速率的调控。
4. 综合结论：通过同时操控树种丰富度和树根菌根类型，我们发现菌根类型决定了菌根真菌的多样性和组成，并通过地下微生物组间接影响土壤特性。随着全球变化导致植物和真菌多样性及群落结构的改变，理解这些地上与地下联系的普遍性对于预测生态系统层面的响应至关重要。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

同行评审

本文的同行评审记录可访问：https://www.webofscience.com/api/gateway/wos/peer-review/10.1111/1365-2745.70282。

数据可用性声明

基因组数据可通过NCBI-SRA（PRJNA1333554）获取。元数据可在Figshare上找到：https://doi.org/10.25573/serc.30906545（Barnes等人，2026年）。