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吸收根与菌根真菌是树木获取养分的两种主要途径，在生理和形态上紧密相关，从而形成养分觅食连续体。植物碳供应与土壤养分有效性对吸收根和菌根真菌的影响存在显著差异，这种资源的差异性又塑造不同的觅食策略，或者不同“养分觅食连续体”。然而，过往研究多以根或菌丝为独立对象，缺乏基于“养分觅食连续体”的整体分析框架，因而难以准确捕捉植物在吸收根与菌根真菌之间的投资转变。

中国科学院地理科学与资源研究所马泽清研究员团队在生态学经典期刊Ecological Monographs上发表最新研究 “Root‐mycorrhizal foraging strategies shift with forest age more than with nitrogen manipulation”，以温带落叶松林为对象，沿林龄梯度和氮施肥梯度综合分析了根系、菌根真菌和土壤真菌群落动态关系，填补了“吸收根-菌根真菌”养分获取策略种内转变的研究空白。

结果显示林龄主导了落叶松“吸收根-菌根真菌”养分觅食连续体的从“获取型-保守型”转变。从幼龄林到成熟林，根系结构、菌根真菌探索类型与土壤真菌的组合呈现系统性的差异。

具体为：在幼林阶段，表征根系大小的根构型(如吸收根生物量和根长密度)较小，但呼吸代谢速率较快，根系多与长距离探索型真菌共生，根际真菌群落以共生真菌为主，其典型菌索结构对碳资源消耗大于短距离探索型真菌；而在成熟林阶段，根构型较大，吸收根多与短距离探索型真菌共生，伴随根际土壤真菌群落的腐生真菌增加。根构型大小与菌根真菌探索类型之间存在显著的互补关系。

这些动态关系主要由两个关键机制驱动：一是“大小与速率”权衡(即根构型与单根代谢间的权衡)，二是“根系与菌根真菌”互补(即根构型与菌根探索类型的互补)。

该研究揭示了“吸收根-菌根真菌养分觅食连续体”的功能结构与生理行为的基本规律，确认了林龄是驱动地下生态生理过程的关键因素。此外，研究还发现，在成熟林分中，大量碳被用于短距离菌根真菌的快速周转以及庞大根系系统的维持，这为成熟森林碳汇功能减弱提供了新的解释视角。

本研究较早揭示了人工林养分获取策略在时间上的变异规律，对理解气候变化背景下人工林的碳过程和养分循环具有重要意义。通过“养分觅食连续体”概念，深入探讨了菌根真菌与腐生真菌之间的关联如何响应林龄和土壤氮素的变化，从而实现了对根系-真菌-土壤组织方式的系统性认知。

据了解，该杂志为生态学的专业期刊，强调研究工作的系统性和创新性，本研究是我国学者为数不多发表在Ecological Monographs上的学术论文。

论文第一作者为中国科学院地理科学与资源研究所博士生丁改改，通讯作者为中国科学院地理科学与资源研究所马泽清研究员，其他作者还包括中国科学院地理科学与资源研究所的曾文静博士、兰州大学的闫涛教授和孙丽娟教授、浙江大学的陈伟乐研究员和美国纽约大学的卢明镇教授。

以上研究得到国家自然科学基金委重大项目课题(32192432)资助。

图 落叶松人工林根-菌根真菌养分觅食连续体随林龄系统性变异框架

相关论文信息：

Ding, G., Zeng, W., Yan, T., Sun, L., Chen, W., Lu, M., Ma, Z.* (2025) Root-mycorrhizal foraging strategies shift with forest age more than with nitrogen manipulation. Ecological Monographs, 95, e70039.  https://doi.org/10.1002/ecm.70039