根系输入变化对森林土壤微生物群落的影响及机制OA

土壤微生物是森林生态系统的核心功能组分,在物质循环与生态系统稳定调控中发挥关键作用。根系输入(包括根系分泌物、细根周转及菌根菌丝输入等)的改变,会直接驱动土壤微生物群落结构、多样性发生变化,进而影响森林生态系统的稳定。结合模拟根系分泌物输入、有机碎屑(枯枝落叶、根系残体等)输入与移除处理(DIRT)及菌根菌丝输入控制的试验结果,系统综述不同森林生态系统下根系输入变化对土壤微生物群落的影响,并解析其内在作用机制。结果表明:(1)不同林分的碳氮等基质有效性会导致土壤微生物对根系分泌物输入量的响应存在差异;同一林分中,微生物对根系分泌物碳氮化学计量比(C/N)的差异化响应主要与微生物生活史策略的选择相关。(2)根系去除对土壤微生物群落组成的影响主要表现为:革兰氏阴性菌与阳性菌比值(G^(-)/G^(+))减小、变形菌丰度下降、放线菌丰度升高、菌根真菌数量减少,微生物多样性则呈下降或无显著变化的趋势。(3)菌根菌丝输入可显著提升土壤真菌群落的数量和丰富度。此外,根系输入对微生物群落的影响并非单纯的“资源供给”,而是通过碳源驱动、养分耦合、化学信号调控及微环境重塑四大机制的协同作用实现。总体而言,受根系输入途径多样、土壤微生物数量庞大且时空异质性高、气候变化干扰显著等因素制约,当前揭示土壤微生物对根系输入变化响应规律的研究仍存在较大挑战,核心影响机制尚未完全明确。因此,建议通过聚焦环境变化下根系输入动态、改进野外DIRT试验方法、结合室内控制试验及运用多组学联合技术,加强植物根系动态与土壤微生物功能互作的研究,为深入理解全球气候变化背景下森林土壤生态过程提供理论依据。