菌根类型如何控制生物多样性对生产力的影响

菌根共生有助于植物扩大根表面积，使植物更容易获得养分和水分。尽管菌根共生的首要作用是促进植物营养，但科学家们尚不清楚菌根类型如何调节森林中共存树木的养分获取和相互作用。

针对这一问题，中科院植物研究所刘玲莉研究员课题组在生物多样性-生态系统功能(BEF)实验中研究了丛枝菌根(AM)和外生菌根(EcM)树的养分获取策略。在中国的亚热带森林中，两种菌根类型的树木最初以两种、四种、八种或十六种树种的混合方式均匀种植。

研究人员发现，随着物种丰富度的增加，EcM树的净初级生产力(NPP)迅速下降，但AM树的NPP逐渐增加，导致AM树在最高多样性处理中占据绝对优势(>90%)。

该团队的分析进一步表明，菌根养分获取策略的差异，包括从土壤中获取养分和植物内养分再吸收，有助于AM树相对于EcM树的竞争优势。

此外，对土壤微生物群落的分析表明，EcM树单一栽培具有大量共生真菌，而AM树单一栽培则以腐生真菌和病原真菌为主。

据研究人员称，随着树木丰富度的增加，微生物群落的变化，特别是伞形孢菌(主要是EcM真菌)相对丰度的减少，与EcM亚群落NPP的减少相对应，但对NPP的影响相对较小AM子社区。

这些发现表明，更有效的养分获取策略，而不是微生物介导的植物-土壤负反馈，推动了AM树在高多样性生态系统中的主导地位。

这项研究基于世界上最大的森林BEF实验，提供了新的数据和替代机制来解释AM树为什么以及如何通常在高多样性亚热带森林中占主导地位。

这些发现也对热带和亚热带再造林的物种选择具有实际意义——表明最好种植混合AM树，因为它们比EcM树具有更有效的养分获取策略。