根系既能驅(qū)動土壤團聚體周轉(zhuǎn)（aggregate turnover），在團聚體的形成（formation）和破碎（breakdown）過程中調(diào)控土壤有機碳的穩(wěn)定和分解，也能驅(qū)動根系-土壤互作，產(chǎn)生根際激發(fā)效應(yīng)（rhizosphere priming effect，RPE）。然而，受限于方法，二者間的機制性聯(lián)系目前仍停留在假說階段（即“團聚體周轉(zhuǎn)假說”），缺少直接實驗證據(jù)。
鑒于此，中國科學院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所地下生態(tài)過程團隊借助稀土氧化物標記和天然13C同位素示蹤技術(shù)，發(fā)現(xiàn)植物生長和種類顯著影響團聚體周轉(zhuǎn)速率，總體表現(xiàn)為團聚性增加（aggregation），即大團聚體（larger aggregates）形成大于破碎過程，物種間團聚體周轉(zhuǎn)速率的差異與細根屬性有關(guān)；植物種間根際激發(fā)效應(yīng)的差異與團聚體周轉(zhuǎn)速率的差異趨于一致，意味著二者之間存在著顯著的正向關(guān)聯(lián)?；谶@些新發(fā)現(xiàn)，發(fā)展了一個以團聚體周轉(zhuǎn)為核心的土壤有機碳動態(tài)變化框架——“key”模型（圖1）：根系加速的團聚體周轉(zhuǎn)引起的團聚體破碎過程可提高根際激發(fā)效應(yīng)，同時團聚體形成過程可固持根源碳，二者的平衡調(diào)控土壤碳的動態(tài)變化。該模型將為精確預(yù)測土壤有機碳動態(tài)提供理論參考。
圖1 以團聚體周轉(zhuǎn)為核心的土壤有機碳動態(tài)變化框架——“key”模型
該成果近期以“Rhizosphere priming is tightly associated with root-driven aggregate turnover”為題在Soil Biology & Biochemistry在線發(fā)表。地下生態(tài)過程組博士生王小紅和陰黎明助理研究員為共同第一作者，王朋研究員為通訊作者。該研究得到國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學基金等項目的支持。
