近日，中國科學院華南植物園研究員劉占鋒團隊聯合德國萊比錫大學教授Nico Eisenhauer等科研人員，在《生態學與進化趨勢》（Trends in Ecology & Evolution）上發表綜述文章，系統闡述了植物-菌根共生體在地下碳庫形成與生態系統多功能性維持中的核心作用，并提出可操作的“植物-菌根協同”森林恢復框架，為森林恢復提供了科學范式。
面對全球森林退化加劇與氣候變化的雙重挑戰，傳統以提升地上碳儲量為目標的森林恢復策略逐漸顯現瓶頸——土壤碳庫恢復滯后、生態系統多功能性提升不足等問題日益突出。研究團隊整合全球森林生物多樣性實驗證據，揭示了叢枝菌根和外生菌根兩類真菌通過互補機制驅動土壤碳庫形成與生態功能提升的關鍵作用。
整合植物-菌根關系的土壤碳匯與生態系統多功能性協同恢復概念框架。研究團隊供圖
叢枝菌根植物被譽為“深層碳工程師”，其高效凋落物輸入和快速生長的菌絲網絡顯著促進深層土壤中礦物結合有機質（MAOM）的形成與穩定，對長期固碳、涵養水源和維持深層土壤肥力至關重要。而外生菌根植物則扮演“表層活性管家”角色，通過分解緩慢的凋落物和與腐生菌競爭氮源，促進表層土壤顆粒有機質（POM）積累，維持土壤孔隙結構、活性養分供給和微生物活性，支撐短期生產力。
在物種豐富的混交林中，叢枝菌根與外生菌根的協同效應尤為顯著：叢枝菌根主導的深層MAOM固碳提供長期穩定性，外生菌根主導的淺層POM庫則支撐系統活性和養分循環。這種互補機制不僅顯著提升整體碳儲量，還同步增強了森林的養分保持力、抗旱性、抗干擾能力及生物多樣性支撐，實現了“碳匯”與“多功能”的共贏。
基于對菌根功能的深刻理解，研究團隊構建了一套面向實際應用的“評估-選種-接種-監測”四步恢復框架，為全球森林恢復提供了清晰的操作藍圖。該框架始于深入的本底評估，強調必須考慮當地氣候、土壤特性、現有植被及優勢菌根類型。隨后是關鍵物種選擇階段，核心在于利用植物功能性狀的互補性。本地化菌根接種是重建退化土壤微生物網絡的核心環節，優先選用具有高效固碳能力的本地菌株，可顯著提升植物定殖成功率和脅迫耐受性。最后，持續的動態監測與適應性管理確保恢復成效，通過追蹤POM/MAOM比例等關鍵土壤參數以及生物多樣性指標，可實時調整管理策略。
“植物-菌根共生是超過4.5億年自然演化的智慧結晶，我們的框架首次將其轉化為可量化、可操作的森林恢復工具。”論文共同通訊作者劉占鋒表示，該研究不僅為應對氣候變化和生物多樣性喪失提供了“雙贏”策略，更標志著森林恢復理念從單純“種植樹木”向科學“生態系統功能設計”的范式轉變。
為此，研究團隊呼吁將菌根功能性狀納入全球森林恢復評估與指標體系，并計劃依托TreeDivNet和Sino-BEFNet等研究網絡開展跨區域聯網研究與驗證，推動這一源于自然的智慧惠及全球生態修復實踐。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.tree.2025.07.004
本文鏈接：華南植物園提出“植物-菌根協同”新框架http://www.sq15.cn/show-11-24839-0.html
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