菌根真菌对土壤呼吸的影响

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1、生态环境学报2010,19(1):233-238http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com菌根真菌对土壤呼吸的影响1,222石兆勇，张晓锋，王发园1.北京大学城市与环境学院生态系，北京100871；2.河南科技大学农学院，江南洛阳471003摘要：土壤是陆地生态系统的重要组成部分，是地球最大的碳库之一。土壤呼吸是陆地生态系统向大气释放CO2的主要途径之一，其微小的变化将导致大气CO2浓度的较大波动。菌根是土壤真菌与植物根系形成的共生

2、体，存在于绝大多数植物（90%）的根系和生境中。菌根共有7种类型，其中，在自然界中以丛枝菌根和外生菌根为主。众多研究表明，菌根对土壤呼吸有着至关重要的影响，是预测土壤CO2释放速率必须考虑，但却是难以估算的因素。文章总结了有关菌根（包括丛枝菌根和外生菌根）对土壤呼吸影响的研究进展，对目前所得到的研究结果进行了分析，表明菌根真菌侵染植物根系形成菌根后，能提高土壤呼吸的速率，其可能的途径有3条：（1）增强了根系的呼吸，（2）菌根真菌自身呼吸的组分，（3）根外菌丝促进了非根际区土体的呼吸。但是，菌根侵染对根系呼吸敏感性（Q10）影响的研究，大多数

3、则表现为不显著。同时，菌根对土壤呼吸的影响受到各种因素的制约。通过对不同温度下菌根真菌呼吸速率的分析，表明菌根真菌对温度的升高具有适应性。从目前已发表的报道来看，目前关于菌根对土壤呼吸影响的研究还非常少，但可喜的是，近年来，越来越多的研究已经意识到了菌根在土壤呼吸中的重要作用。准确评估菌根在土壤呼吸中的贡献，将有助于预测未来在气候变化下，土壤CO2的排放量。关键词：菌根；土壤呼吸；温度敏感性；影响因素中图分类号：S154.36文献标识码：A文章编号：1674-5906（2010）01-0233-06土壤呼吸是生物圈向大气释放其固定CO2的是

4、如何随时间和空间变化的。在所有的因素中，土[1]主要途径之一。众所周知，大气中CO2仅通过单壤温度和土壤湿度是研究最多的影响因素。随着对一途径——光合作用进入到陆地生态系统，然而，土壤呼吸影响因素研究的深入，人们越来越意识到生态系统中CO2则通过多个过程返回到大气。其仅仅从非生物因素的研究，难以探明其影响机制，中，生态系统呼吸是主要途径；土壤呼吸则是生态因此，众多的研究已经开始关注生物因素，特别是[1,2][11-14]系统呼吸的重要部分，每年通过土壤呼吸输入土壤微生物对土壤呼吸的作用。在众多的土壤到大气CO2的量就占大气CO2总输入量的微

5、生物中，一类与植物根系共生的土壤真菌——菌[3][15]20~40%。因此，土壤呼吸很微小的变化就会导根真菌引起了人们的关注，Hughes等指出，植物致大气CO2的显著增加或降低，从而影响到全球和土壤是引起全球温度变化的CO2的主要来源，在[4,5]气候变化。然而，土壤呼吸却是各种气候变化预测未来CO2的释放速率时，必须以植物和土壤为[6]模型中最难以确定的因素。因此，随着对全球环中心，如果不考虑菌根的作用，就会导致在评价土境气候变化以及C循环研究的重视，土壤呼吸的壤呼吸对环境因素变化的响应时出现错误。研究也受到了广泛关注。在陆地生态系统中

6、，菌根共分为7种类型，大[16]近几年来，对土壤呼吸的研究主要集中于：（1）约90%的植物都形成菌根。从全球菌根类型的分土壤呼吸速率及组分的研究：因为土壤呼吸中CO2布来看，丛枝菌根（Arbuscularmycorrhiza，AM）的来源不是单一的，而是与植物根系、土壤生物（包和外生菌根（Ectomycorrhiza，EM）占有绝对的优括土壤原生动物和微生物）和土壤特性有着密切的势。当今，地球上绝大多数植物的菌根都属于丛枝[17,18]关系，因此，土壤呼吸及其组分随着环境和季节的菌根和外生菌根，80%的植物种和92%的植物[7,8][9][

7、18]不同变化较大；在组分的研究中，Kuzyakov科形成丛枝菌根，并且对植物的根系呼吸有着重则按照呼吸的来源将其划分为5个组成部分。（2）要的影响；而外生菌根虽然只占到植物种类的3%，[10]土壤呼吸影响因素的研究：Campbell和Law指但主要存在于北部温带森林（borealforest）树木的[19]出，理解土壤呼吸在一个较宽的时间和空间尺度上根系，因为森林在C循环中的重要作用，故本文的变化规律实质上就是理解土壤呼吸的限制因子针对丛枝菌根和外生菌根分别探讨了菌根对土壤基金项目：国家自然科学基金项目（40971150）；中国博士后科学

8、基金项目（20090450004）；河南科技大学科学研究基金项目(2007ZY063；2008ZY038)；河南科技大学博士科研启动基金项目(06-34)作者简介：石兆勇（197