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2023
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原名：Plant roots increase both decomposition and stable organic matter formation in boreal forest soil譯名：植物根系促進(jìn)了北方森林土壤的分解和穩(wěn)定有機(jī)質(zhì)的形成期刊：NATURE COMMUNICATIONSIF：17.694發(fā)表時(shí)間：2019.9第一作者：Adamczyk, Bartosz摘要ABSTRACT北方針葉林是氮(N)有效性低的生態(tài)系統(tǒng)，在全球范圍內(nèi)儲(chǔ)存了大量的碳(C)，主要儲(chǔ)存在植物生物量和土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)中。盡管對(duì)未來(lái)的氣候變化預(yù)測(cè)至關(guān)重要，但控制北方碳庫(kù)和氮庫(kù)的機(jī)制尚未得到很好的理解。在這里，通過(guò)為期三年的野外實(shí)驗(yàn)，研究比較了SOM在有根、不含根但有真菌菌絲和不含根和真菌菌絲的情況下的分解和穩(wěn)定。與排除根系處理相比，根系加速了SOM的分解，但也促進(jìn)了不同的土壤氮經(jīng)濟(jì)，有機(jī)土壤氮濃度高于無(wú)機(jī)土壤氮濃度，并伴有穩(wěn)定的SOM-N的積累。相反，排除根系導(dǎo)致土壤無(wú)機(jī)氮經(jīng)濟(jì)(即高水平的無(wú)機(jī)氮)，即減少穩(wěn)定的SOM-N積累。基于研究發(fā)現(xiàn)，提供了一個(gè)關(guān)于植物根系如何影響SOM分解和穩(wěn)定的框架。研究背景RESEARCH BACKGROUND北方寒帶森林因其高碳儲(chǔ)量和巨大的碳序列潛力而成為全球碳(C)循環(huán)的關(guān)鍵組成部分。然而，隨著氣候變化，SOM分解可能會(huì)加速北方森林從碳匯向碳源的轉(zhuǎn)變，從而加速全球變暖。北方森林土壤中SOM積累和穩(wěn)定的機(jī)制尚不清楚，但對(duì)預(yù)測(cè)未來(lái)氣候下的碳儲(chǔ)量至關(guān)重要。北方森林碳儲(chǔ)量與氮(N)循環(huán)密切相關(guān)，氮(N)循環(huán)的特征是大部分土壤氮與其他土壤化合物(如礦物質(zhì)和多酚)結(jié)合或絡(luò)合，導(dǎo)致氮有效性低。因此，森林土壤中的氮在很大程度上以化學(xué)穩(wěn)定的形式存在，其余的以不穩(wěn)定的形式存在(容易獲得的氮形式，溶解的無(wú)機(jī)氮和有機(jī)氮)或保留在活的有機(jī)體中，例如菌根真菌。北方森林土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化是由土壤微生物之間復(fù)雜的相互作用網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)的，包括外生菌根和EEM、腐生菌、細(xì)菌和植物根系。植物根系在根際，即在根周?chē)M窄的土壤帶中支持微生物，更容易獲得C，這可能會(huì)刺激微生物活動(dòng)，從而增加SOM的分解(稱(chēng)為根際激發(fā)效應(yīng))。不同微生物群落之間的相互作用會(huì)進(jìn)一步影響SOM的分解速率;例如，EEM真菌可能抑制腐生真菌，從而減少SOM分解和二氧化碳(CO2)產(chǎn)生(Gadgil效應(yīng))。除土壤微生物外，土壤動(dòng)物也可能通過(guò)破碎以及將死亡有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為微生物可利用的形式來(lái)促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的分解。一種新興的觀點(diǎn)強(qiáng)調(diào)微生物不僅在SOM分解中發(fā)揮作用，而且在SOM穩(wěn)定中也發(fā)揮作用，即將SOM轉(zhuǎn)化...