树种菌根类型与根系性状对根际微生物网络复杂性的影响 植物生态学报    2025, 49 (4): 573-584.   DOI: 10.17521/cjpe.2024.0001

表1 采集树种的胸径状况(平均值±标准误)

正文中引用本图/表的段落

2022年7月, 根据样地前期调查的结果(师伟等, 2008; Han et al., 2020), 在天然次生林中寻找并采集了5种AM树种(水曲柳(Fraxinus mandshurica)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、黄檗(Phellodendron amurense)、青楷槭(Acer tegmentosum)、卫矛(Euonymus alatus))和7种EcM树种(山杨(Populus davidiana)、白桦(Betula platyphylla)、春榆(Ulmus davidiana var. japonica)、色木槭(Acer mono)、蒙古栎(Quercus mongolica)、红松(Pinus koraiensis)、落叶松(Larix gmelinii))的细根与根际土。每组树种随机选取6株成熟标准木作为重复, 共选取72株个体, 每组树种内选取树木的胸径和树龄相对一致, 胸径情况见表1。同时, 为减少空间自相关带来的影响, 所选择每种树种个体间保留大于50 m距离。用锄头清理地表凋落物后, 沿着目标个体的其中一条主根刨开四周土壤, 直至找到主根的下一分支, 循着分支采集根系分支, 最终得到较完整的根系分支, 重复上述操作采集3段完整的根系分支。用游标卡尺测定并保留根直径小于2 mm的分支, 采用“抖根法”收集根际土, 轻轻抖动根系直至几乎无土壤从根系上掉落, 此时仍附着在根系上的土视为根际土, 用镊子夹碎根系上粘附的块状土壤, 装入自封袋内, 用细刷将根系上的剩余细土收入自封袋。立即将根际土与根系放入装有冰袋的保温箱, 并尽快送往实验室。在实验室中将根系洗净, 用无尘纸吸干表面水分后, 置于4 ℃冷藏; 根际土通过2 mm筛, 挑净石块、树枝等杂质后, 在-20 ℃下保存。

探明菌根类型对植物根系性状及根际微生物群落结构的影响有助于准确理解植物与土壤微生物的相互作用关系, 增进对森林土壤碳循环过程的认识。本研究发现, AM树种的比根长, 根系氮、磷含量等养分获取性状均显著高于EcM树种(图1A、1D、1E), 根组织密度与根直径代表的养分保守性状与EcM树种无显著差异(图1B、1C)。本研究与过去大多数结果一致。例如, 在美国温带森林中的研究显示, EcM树种为主的林地中, 树木有较低的比根长与较高的根组织密度, 与AM树种主导的区域相比, 树木根系性状的保守性增强(Valverde-Barrantes et al., 2018)。在全球尺度上的分析也显示, EcM树种的根系性状较AM树种呈现更保守的养分策略(Gao et al., 2021a)。此外, 师伟等(2008)在温带森林的研究也显示, AM树种的根组织密度低于EcM树种, 而比根长高于EcM树种。

本文的其它图/表

• 图1 12个树种的根系性状及菌根类型效应(平均值±标准误)。AM, 丛枝菌根; EcM, 外生菌根。Am, 色木槭; AT, 青楷槭; BP, 白桦; EA, 卫矛; FM, 水曲柳; JM, 胡桃楸; LG, 落叶松; PA, 黄檗; PD, 山杨; PK, 红松; QM, 蒙古栎; UD, 春榆。不同小写字母代表不同树种间差异显著(p < 0.05)。括号内的百分数为不同菌根树种的变异系数; *代表混合效应模型中菌根类型效应的显著性水平: **, p < 0.01; ***, p < 0.001。
  
• 图2 不同菌根类型树种根际微生物群落组成(平均值±标准误)。*代表菌根类型间相对丰度差异显著(p < 0.05)。AM, 丛枝菌根; EcM, 外生菌根。
  
• 图3 不同菌根类型树种根际微生物群落多样性(平均值±标准误)。AM, 丛枝菌根; EcM, 外生菌根。Am, 色木槭; AT, 青楷槭; BP, 白桦; EA, 卫矛; FM, 水曲柳; JM, 胡桃楸; LG, 落叶松; PA, 黄檗; PD, 山杨; PK, 红松; QM, 蒙古栎; UD, 春榆。不同小写字母代表不同树种间差异显著(p < 0.05)。
  
• 图4 不同菌根类型树种根际微生物网络。点的大小代表微生物类群度的大小。AM, 丛枝菌根; EcM, 外生菌根。
  
• 图5 不同菌根类型树种根际微生物群落复杂性(平均值±标准误)。AM, 丛枝菌根; EcM, 外生菌根。Am, 色木槭; AT, 青楷槭; BP, 白桦; EA, 卫矛; FM, 水曲柳; JM, 胡桃楸; LG, 落叶松; PA, 黄檗; PD, 山杨; PK, 红松; QM, 蒙古栎; UD, 春榆。不同小写字母代表不同树种间差异显著(p < 0.05); *代表混合效应模型中菌根类型效应显著(p < 0.05)。
  
• 表2 不同菌根类型树种根际微生物多样性、群落复杂性与根系性状的联系