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地球上所有的生命都依賴于生態(tài)系統(tǒng)提供的多種功能和服務(wù)（即生態(tài)系統(tǒng)的多功能性），解析生物多樣性-生態(tài)系統(tǒng)多功能性關(guān)系是生態(tài)學(xué)近年的研究熱點(diǎn)。森林生態(tài)系統(tǒng)為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供碳儲(chǔ)存、氣候調(diào)節(jié)、養(yǎng)分循環(huán)等重要的服務(wù)功能。然而，森林群落中地上和地下生物多樣性如何影響生態(tài)系統(tǒng)多功能性尚不明確。菌根作為真菌-植物的共生體，是連接森林生態(tài)系統(tǒng)地上-地下生態(tài)過(guò)程的重要紐帶。叢枝菌根 (arbuscular mycorrhiza,AM) 和外生菌根 (ectomycorrhiza,EcM) 是森林菌根共生系統(tǒng)中最常見(jiàn)的兩種菌根類型，二者在形態(tài)結(jié)構(gòu)和真菌侵染方式上的差異，導(dǎo)致二者在資源利用策略和養(yǎng)分吸收效率等生態(tài)過(guò)程中迥異。然而，不同菌根植物和真菌優(yōu)勢(shì)度如何影響森林生態(tài)系統(tǒng)的多功能性仍缺乏深入研究。

中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所高連明研究團(tuán)隊(duì)和李德銖研究團(tuán)隊(duì)依托高黎貢山南段建立的海拔梯度森林群落樣帶(GMT)，長(zhǎng)期開(kāi)展群落構(gòu)建和生物多樣性-生態(tài)系統(tǒng)功能研究。前期研究表明，生態(tài)位趨同與生物地理歷史共同塑造了海拔梯度的群落構(gòu)建(Ma et al. 2024,Science of the Total Environment)，外生菌根植物和真菌多樣性對(duì)地上生物量和土壤有機(jī)碳均表現(xiàn)出顯著的正效應(yīng) (Luo et al. 2023,Journal of Biogeography)。最近，研究團(tuán)隊(duì)與加拿大多倫多大學(xué)Marc Cadotte教授、德國(guó)德累斯頓工業(yè)大學(xué)Sebastian Seibold教授和高黎貢山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)保山管護(hù)局等單位合作，基于海拔梯度菌根（真菌和樹(shù)種）優(yōu)勢(shì)度和18個(gè)重要的生態(tài)系統(tǒng)功能指標(biāo)，利用多種生態(tài)系統(tǒng)多功能性分析方法，探究了菌根優(yōu)勢(shì)度與生態(tài)系統(tǒng)多功能性的關(guān)系，檢驗(yàn)外生菌根優(yōu)勢(shì)度假說(shuō)和菌根混合效應(yīng)假說(shuō)（圖1）。研究結(jié)果表明，海拔梯度塑造了外生菌根真菌和樹(shù)種的優(yōu)勢(shì)度分布格局（圖2）；外生菌根優(yōu)勢(shì)度與生態(tài)系統(tǒng)多功能性之間呈顯著的正效應(yīng)，支持外生菌根優(yōu)勢(shì)度假說(shuō)（圖3）。研究進(jìn)一步通過(guò)文獻(xiàn)的整合分析，發(fā)現(xiàn)外生菌根優(yōu)勢(shì)度對(duì)不同區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)功能的影響存在明顯差異，即菌根組成的變化對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)多功能性的預(yù)測(cè)具有時(shí)空依賴性。該研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)外生菌根優(yōu)勢(shì)度在調(diào)節(jié)高黎貢山亞熱帶常綠闊葉林多功能性中扮演十分重要的角色，提出在未來(lái)山地森林生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和管理中，需綜合考慮立地環(huán)境和樹(shù)種的菌根類型，以此來(lái)提升生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能。相關(guān)研究結(jié)果對(duì)亞熱帶生態(tài)系統(tǒng)管理和生態(tài)修復(fù)具有重要的指導(dǎo)意義。

目前，研究成果以Testing the ectomycorrhizal dominance hypothesis for ecosystem multifunctionality in a subtropical mountain forest為題在國(guó)際植物學(xué)主流刊物New Phytologist在線發(fā)表。羅亞皇副研究員為論文第一作者，劉杰副研究員、李德銖研究員和高連明研究員為共同通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金 (32071541、41971071)、國(guó)家科學(xué)技術(shù)部(2021FY100200，2023YFF0805802)、中國(guó)科學(xué)院青促會(huì) (2021392)、云南省興滇英才支持計(jì)劃‘青年人才’項(xiàng)目 (XDYC-QNRC-2022-0026,YNWR-QNBJ-2018-146)等項(xiàng)目的資助。

圖1?研究擬檢驗(yàn)的菌根混合效應(yīng)（上）和外生菌根優(yōu)勢(shì)度（下）兩種假說(shuō)的示意圖

圖2?高黎貢山海拔梯度森林樣帶（GMT）的分布(a-b)和環(huán)境條件(c)，以及菌根樹(shù)種和真菌優(yōu)勢(shì)度沿海拔梯度的分布(d)。

圖3?菌根樹(shù)種和真菌優(yōu)勢(shì)度對(duì)生態(tài)系統(tǒng)多功能性的影響。其中a和b：基于平均值法;c：基于未加權(quán)的多閾值法；d：基于加權(quán)的多閾值法。

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