（1）根際和非根際SOC和微生物殘體的差異。根際SOC和氨基糖濃度均顯著高于非根際土壤（圖2）。其中，根際SOC平均濃度比非根際土壤高66.7% (圖2a)；根際土壤中總氨基糖、胞壁酸和氨基葡萄糖的平均濃度分別比非根際土壤高78.5%、45.9%和59.1%（圖2b-d）。
圖2 根際和非根際土壤有機(jī)碳、胞壁酸、氨基葡萄糖和總氨基糖濃度的差異
（2）根際微生物殘體積累能力的變幅和驅(qū)動因子。相比于非根際土壤，根際土壤的氨基糖和SOC濃度分別增加了78.52%和66.69%（圖3a），平均RAS/SOC為1.84，表明根際微生物殘體積累速度快于SOC積累速度。同時，RAS/SOC大于1的頻率高達(dá)71.9%（圖3b）。此外，在所有環(huán)境因子中，RAS/SOC僅與根際土壤養(yǎng)分有效性呈顯著正相關(guān)（圖4），表明土壤養(yǎng)分有效性是RAS/SOC變化的主要驅(qū)動因素。
圖3 根際和非根際土壤間氨基糖和有機(jī)碳的相對變化，根際相對于非根際增加的氨基糖與增加的SOC的比值（RAS/SOC）（a）；RAS/SOC的頻率分布圖（b）
圖4 RAS/SOC與年均溫、年均降水量、根際土壤pH和根際土壤養(yǎng)分有效性的關(guān)系
（3）根際土壤養(yǎng)分有效性與微生物生理屬性的關(guān)系。線性回歸分析顯示，隨著根際土壤養(yǎng)分有效性的增加，反映微生物生長產(chǎn)量的微生物CUE和生長速率顯著增加（圖5a,b）。反映微生物資源獲取和呼吸消耗的單位生物量水解酶和氧化酶活性以及呼吸商分別隨著根際土壤養(yǎng)分有效性的增加而降低（圖5c-e）。
圖5 根際微生物碳利用效率、呼吸商、生長速率以及水解酶和氧化酶潛在活性的變化依賴于根際土壤養(yǎng)分有效性
（4）微生物生活史策略的權(quán)衡取決于土壤養(yǎng)分有效性。PCA分析顯示，沿第一軸，與微生物生長量和代謝投資相關(guān)的生理性狀分別沿兩個相反方向延伸（圖6a）。Pearson相關(guān)分析也顯示，與這兩種策略相關(guān)的微生物生理性狀之間存在負(fù)相關(guān)（圖7）。這些結(jié)果清楚地反映了微生物高產(chǎn)與資源獲取策略在同一維度上的轉(zhuǎn)變。同時，根際土壤養(yǎng)分有效性與微生物生長量(CUE和生長率)之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系（圖6a和7）。SEM結(jié)果進(jìn)一步表明，根際土壤養(yǎng)分有效性通過提高微生物CUE和生長速率來實現(xiàn)對RAS/SOC的積極影響（圖6b）。這些綜合結(jié)果表明，隨著土壤養(yǎng)分有效性的增加，微生物傾向于采取高產(chǎn)策略。
圖6 微生物高產(chǎn)與資源獲取策略的生理性狀和根際土壤養(yǎng)分有效性的主成分分析(PCA) (a)；根際土壤養(yǎng)分有效性如何通過影響微生物生理性狀而調(diào)控RAS/SOC的結(jié)構(gòu)方程模型(SEM)分析 (b)
圖7 根際土壤養(yǎng)分有效性與微生物生理性狀之間的Pearson相關(guān)系數(shù)矩陣
上述研究結(jié)果在區(qū)域尺度上表明根際比非根際具有更高的微生物殘體積累能力，證實了根際是微生物殘體積累的熱點(diǎn)區(qū)，并充分強(qiáng)調(diào)了土壤養(yǎng)分有效性所驅(qū)動的微生物代謝策略權(quán)衡在調(diào)控根際微生物殘體形成與積累中的生態(tài)重要性。
本研究成果是團(tuán)隊近年來關(guān)注西南高寒森林根際土壤碳匯功能與調(diào)控機(jī)制以來（Journal of Ecology, 2022; Soil Biology and Biochemistry, 2024, 2021），在該領(lǐng)域取得的又一重要進(jìn)展。上述系列研究成果充分強(qiáng)調(diào)了根際在森林SOC長期固存與土壤碳匯功能適應(yīng)性管理中的生態(tài)重要性，豐富和拓展了多變環(huán)境下森林土壤碳動態(tài)過程及其理論體系的科學(xué)認(rèn)知。
原文鏈接：https://doi.org/10.1111/1365-2745.14448
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