长期施氮影响下京津冀典型森林乔木根际真菌多样性维持机制

20250124

农、林、牧、渔业

在探究长期施氮影响下森林乔木根际真菌多样性维持机制的过程中，现有的数据库和研究成果为成果转化提供了重要支撑。转化现有基础的具体内容包括：1.本项目测序得到的土壤真菌数据，结合施氮平台前期多年积累的测序结果，构建了温带典型森林土壤真菌数据库，揭示了温带森林中土壤真菌类群组成及其优势菌群。2.已通过野外采样与室内实验，获取了温带森林中土壤理化性质、优势乔木生长以及林下灌草多样性等相关数据，为乔木根际真菌多样性维持机制的探究提供了大量的数据支持。3.氮添加实验平台（NEECF）运转良好，前期已积累的大量的相关数据，此外还拥有完善的室内实验室，可支持野外采集样品的后续处理测定工作。4.揭示了长期施氮影响下不同真菌类群的敏感性及其生态功能差异性，为后续针对改善温带森林土壤养分状况、提高植物抗性而培养特定微生物菌剂提供了理论基础。5.国家对双碳战略与首都北京生态文明建设提供了政策支持，相关法规逐渐完善，这为集成一套基于根际真菌功能的森林生态系统维护技术以及相关微生物菌剂的培养提供了明确指导。6.已获得部分科研项目资助，未来通过深入研究，进一步整合资源、加强合作，有望使得适用于京津冀地区的该温带森林系统维护技术推广至全国。

在集成基于根际真菌功能的森林生态系统维护技术以及相关微生物菌剂培养的过程中，需要多方的通力合作，以下是具体的合作需求：1.寻求与其他相关科研单位的合作，获取更多温带森林相关的根际真菌数据，进一步完善温带森林乔木根际真菌数据库，确保其准确性。2.筛选出京津冀典型森林优势乔木根际具有重要生态功能的关键真菌类群，寻求与微生物培养相关的公司、企业合作，推动不同类群真菌与相关微生物菌剂的培养，在评估完成其安全性的基础上，借助公司、企业的资源与影响力，加速微生物菌剂的市场准入与推广。3.争取政府在双碳领域以及首都生态文明领域的相关政策支持，包括资金支持与实验地所属辖区的政策支持，延长实验时间，明确基于根际真菌功能的森林生态系统维护技术的监管框架。4.通过媒体及科普活动，大力宣传基于根际真菌功能的森林生态系统维护技术与微生物菌剂的培养在温带森林生态系统养分调控、质量提升等方面发挥的重要作用，增强公民信任感。并通过科研机构、政府、公司企业等多方合作，加速相关技术的普及与推广，实现社会效益与生态效益的最大化。

可国（境）内外转让

近年来，关于土壤真菌对氮沉降的响应已经成为生态学研究的热点领域。我们的研究结果注释了温带森林中的关键真菌类群，发现长期的氮添加使得温带森林中外生菌根丰度下降，腐生菌丰度上升，乔木根际真菌优势类群由k-策略类群向r-策略类群转变。这为未来进行不同类群真菌的培养实验、探明各真菌类群的具体生态功能、进而集成一套基于根际真菌功能的森林生态系统维护技术奠定基础。同时，集合平台前期成果构建的根际真菌类群数据库，也将为全球土壤微生物组学研究提供典型森林生态系统的参考。这一成果的转化预期将会带来显著的社会效益与生态效益，为温带森林生态系统的长期稳定提供强有力的理论与数据支撑。

北京市自然科学基金面上项目

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

成果来源于北京市自然科学基金资助项目“长期施氮影响下京津冀典型森林乔木根际真菌多样性维持机制”（项目编号：5222018）。大气氮沉降作为当前生态学领域研究的热点问题，探究森林生态系统对大气氮沉降的响应，对于认识潜在气候变化背景下森林生态系统的长期稳定至关重要。由于开展地下研究的不确定性与复杂性，相较于地上植物群落，长期施氮对地下微生物群落及其与植物相互作用过程的影响目前尚不清楚。针对这一研究空白，本研究重点探究长期施氮对土壤微生物群落的影响及其对微生物群落与植物相互作用过程的调控。 基于连续10年的氮沉降模拟实验平台（NEECF），结合野外调查、采样以及二代高通量测序技术，对比不同优势物种多径级乔木根际真菌类群对施氮的响应，筛选出了外生真菌、土壤腐生菌、植物病原菌等京津冀典型温带森林中，优势乔木根际具有重要生态功能的关键真菌类群，同时揭示了这些关键真菌类群对长期施氮的不同响应：长期施氮显著降低了外生真菌的相对丰度，提高了土壤腐生菌与木材腐生菌的相对丰度，使得乔木根际真菌优势类群由k-策略类群向r-策略类群转变，这为未来探明各真菌类群的具体生态功能，集成一套基于根际真菌功能的森林生态系统维护技术奠定了理论基础。同时，本项目还将植物生长和群落多样性与根际真菌多样性建立联系，发现优势乔木的相对生长速率与根际真菌多样性并没有明显的相关关系，而草本的多样性Chao1指数与根际真菌的Chao1指数间呈现出显著的负向调控关系，这将为预测长期氮沉降影响下区域森林生态系统的健康、稳定及其碳汇功能奠定基础。 通过上述研究，评估了氮沉降背景下根际真菌类群及其生态功能的演变，为京津冀地区温带森林生态系统养分调控、质量精准提升等经营管理实践提供科学参考。同时，长期施氮下真菌生态功能的演变，也为集成基于根际真菌功能的森林生态系统维护技术与微生物菌剂的定向培养提供了理论基础。