沈阳生态所等在树木根分解对激发效应的影响研究中获进展

植物凋落物输入引起的激发效应越来越受到重视，即土壤有机碳分解加速或降低的现象。当前，植物凋落物输入对土壤碳激发效应的影响几乎来自叶凋落物；而根凋落物输入对土壤碳激发效应的影响知之甚少。全球尺度上，植物细根生物量和周转约占陆地净初级生产力的22%。根凋落物在土壤里的平均驻留时间约是叶凋落物的2倍多，意味着根凋落物与微生物之间存在重要的相互作用。木本植物细根可按根序分级；不同根序间化学组成，周转速率等均存在显著差异。相比高级根，低级根通常具有较高的氮浓度和惰性碳（如酚类）和较低的非结构性碳及碳氮比。这些差异或对凋落物分解和激发效应产生相反的影响。然而，缺乏木本植物不同根序间激发效应的实验观测。

为解决上述问题，中国科学院沈阳应用生态研究所地下生态过程组借助天然碳同位素示踪技术，以成年杉木细根（1-5级）为研究对象，开展了12周的室内培养实验。研究发现，在分解初期根分解速率随着根序增加而增加，可能与高级别根（3-5级）较高的非结构性碳和较低的酚类物质含量有关（概念图）。随着分解过程的进行，激发效应由负变正，且高级别根产生的激发效应显著高于低级别根。这可能由较高的真菌比例及酶活性所导致（概念图）。该研究首次给出根序影响激发效应的实验证据，表明根序分级在精确评估根凋落物对土壤有机碳分解影响方面的必要性。

相关研究成果以Priming effect varies with root order: A case of Cunninghamia lanceolata为题，在线发表在Soil Biology & Biochemistry上。该研究由沈阳生态所、澳大利亚悉尼大学和美国加利福尼亚大学圣克鲁兹分校合作完成。研究工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等的资助。

根序对根分解过程及激发效应的影响概念图