白菜官网彭少麟教授课题组首次证明外生菌根在森林演替中的潜在作用

近日，白菜官网彭少麟教授课题组在农林科学一区期刊Plant and Soil上发表题为“Soil microbes regulate forest succession in a subtropical ecosystem in China: evidence from a mesocosm experiment”的学术论文。该论文利用鼎湖山保护区内华南典型的森林生态系统，研究了演替中期优势植物的根际微生物对演替的早期和晚期优势植物生长表现的不对称影响，首次证明了土壤微生物在调控华南森林演替进程中的潜在作用。白菜官网专职科研人员廖慧璇博士为该论文的第一作者，彭少麟教授为论文的通讯作者。该项研究获得国家自然科学基金及广东省自然科学基金等资助。

图1 木荷的根际土壤微生物对华南森林演替早期（左）和晚期（右）优势植物的影响。结果基于偏最小二乘法路径分析（partial least squared path analysis）。（蓝色箭头为促进作用，红色线条为抑制作用；圆圈中的数字显示的是变量被解释的程度）

        驱动植物群落演替的机制一直是生态学研究的热点问题。传统理论主要关注植物之间的竞争与环境变化所驱动的演替进程。本研究利用野外同质种植园实验，探讨了华南森林的中期优势植物木荷（Schima superba）的根际微生物对演替的早期优势植物马尾松（Pinus massoniana）、桃金娘（Rhodomyrtus tomentosa）和晚期优势植物厚壳桂（Cryptocarya chinensis）、华润楠（Machilus chinensis）的生长、养分吸收、根系健康等多方面的影响。结果表明，木荷根际的土壤微生物通过减少早期优势植物与外生菌根真菌的结合，显著抑制了演替早期优势植物的生长；但是木荷的根际土壤微生物却并不显著影响演替晚期优势植物的生长表现（图1）。研究结果证明了木荷作为华南森林演替中期的优势植物，具有通过根系的土壤微生物来抑制早期植物的生长优势从而加速森林演替的潜力。

        首次证明根际外生菌根真菌群落在驱动森林演替的作用，对完善演替理论具有重要意义，也为著名的Connell-Slatyer “耐受”模型提供了重要实验例证。该理论模型认为，在森林演替的某个阶段会出现一类物种，能够通过对环境的修饰，使得演替较晚阶段的物种比早期植物更耐受这样的环境条件，从而驱动晚期物种取代早期物种的过程。这一理论模型广受认可却鲜有验证。本研究的发现给予了有利的实验证据，完善了森林演替的驱动力理论。

        论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s11104-018-3733-3

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本院

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