酸雨是全球重要的环境问题之一,尤其是我国南方,近年来持续的酸雨导致该区域部分森林土壤急剧酸化,养分和盐基离子逐渐耗竭,将威胁其生态系统结构和服务功能。华南植物园邓琦课题组在先前的研究中发现,长期酸雨导致的土壤酸化将加速铁、铝氧化物的活化及其对磷的吸附,从而降低土壤磷有效性(Hu et al., 2023, Science of the Total Environment)。尽管研究发现,植物能够通过调动菌根真菌促进有机磷矿化,从而缓解酸化导致的磷限制(Hu et al., 2022, Global Change Biology),但在酸雨加剧的背景下,我国南方常绿阔叶林树种的响应及其机制仍不明确。
为此,本研究基于鼎湖山季风常绿阔叶林长期模拟野外酸沉降实验,进一步探究林内与丛枝菌根或外生菌根共生的主要树种对酸雨加剧导致的磷限制的适应及机制。研究发现:(1)酸雨处理并未改变外生菌根树种根际土壤有效磷含量,反而导致不稳定磷的显著增加以及闭蓄态磷的下降,这些变化与根际土壤磷酸二酯酶活性及其编码基因相对丰度的增加相关。(2)酸雨处理显著降低丛枝菌根树种根际土壤有效磷及其叶片磷含量,但同时该树种在叶片磷组分中表现出更大的可塑性,即结构态磷组分显著下降而代谢态磷组分增加。这些结果表明,为应对长期酸雨引起的磷限制,外生菌根树种可能倾向于增强磷活化的营养策略,而丛枝菌根树种则更倾向于采取提高叶面磷利用率的保守策略。
上述成果近期以“Tropical tree-mycorrhizal types show divergent phosphorus adaptive strategies after 12-year simulated acid rain”为题,在线发表在国际学术期刊Soil Biology and Biochemistry(IF=10.2)。中国科学院华南植物园鼎湖山站博士后胡苑柳为该文第一作者,邓琦研究员为通讯作者。文章链接:https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2025.109968.
图1 两种菌根树种在长期酸雨引起的磷限制下的不同适应策略