背景：根系分泌物是植物與土壤進(jìn)行物質(zhì)能量交換和信息傳遞的重要載體物質(zhì)，是調(diào)節(jié)根際微生態(tài)系統(tǒng)活力與功能特征的關(guān)鍵要素，在森林土壤有機(jī)質(zhì)分解和養(yǎng)分循環(huán)過(guò)程中具有十分重要的調(diào)控作用。然而，森林根系分泌物的關(guān)鍵生態(tài)驅(qū)動(dòng)因子及其潛在調(diào)控機(jī)制尚不清楚。

方法：在本研究以青藏高原東部高寒針葉林為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)兩個(gè)海拔梯度序列各自優(yōu)勢(shì)針葉樹(shù)種（排除了樹(shù)種差異干擾）根系分泌物的原位收集，系統(tǒng)探討了海拔梯度下根系分泌物輸入速率的變化規(guī)律，并結(jié)合根系、土壤和氣候參數(shù)的分析，進(jìn)一步揭示了土壤養(yǎng)分和氣候在驅(qū)動(dòng)分泌物變異格局中的相對(duì)貢獻(xiàn)大小及其潛在驅(qū)動(dòng)機(jī)制。

結(jié)果：研究結(jié)果表明：

I）隨著海拔升高，兩個(gè)樹(shù)種的根系分泌物輸入速率均呈下降趨勢(shì)，從低海拔處到高海拔處分別下降了60%和62%；

II）氣溫而非土壤養(yǎng)分有效性主導(dǎo)著根系分泌物輸入速率的海拔變異。具體而言，隨海拔升高，氣溫通過(guò)直接降低樹(shù)木的生理活性以及間接誘導(dǎo)更加保守的地下碳分配策略和根系形態(tài)性狀，從而導(dǎo)致分泌物碳輸入量的下降。

結(jié)論：上述結(jié)果表明，相較于土壤養(yǎng)分，氣溫在決定高寒針葉林根系分泌物海拔變異中發(fā)揮著更為關(guān)鍵的作用，這對(duì)于理解和預(yù)測(cè)全球變暖背景下高寒針葉林根系分泌物及其誘導(dǎo)的一系列土壤碳-養(yǎng)分循環(huán)過(guò)程的響應(yīng)模式具有重要意義。

1.?根系分泌物輸入速率沿海拔梯度的變化規(guī)律

隨著海拔升高，兩個(gè)樹(shù)種的根系分泌物輸入速率均呈下降趨勢(shì)，從低海拔處到高海拔處分別下降了60%和62%（圖1）。

圖1 岷江冷杉（臥龍）和急尖長(zhǎng)苞冷杉（色季拉）根系分泌物沿海拔梯度的變化規(guī)律。

2.?根系分泌物與氣候和養(yǎng)分有效性的關(guān)系

兩個(gè)地點(diǎn)的分泌物輸入速率與生長(zhǎng)季平均氣溫顯著正相關(guān)而與土壤濕度顯著負(fù)相關(guān)。通過(guò)控制溫度的偏相關(guān)結(jié)果顯示，分泌物速率與土壤濕度和氮、磷有效性均無(wú)顯著相關(guān)性（圖2）。

圖2?岷江冷杉（臥龍）和急尖長(zhǎng)苞冷杉（色季拉）基于質(zhì)量的根系分泌物輸入速率與平均溫度（a，d）的關(guān)系，以及根系分泌物與根際土壤水分（b，e）和土壤氮有效性（c，f）之間的偏相關(guān)性。插圖顯示了海拔與土壤水分和土壤氮有效性之間的關(guān)系。

3.?根系形態(tài)特征和根系分泌物的關(guān)系

基于單位質(zhì)量的根系分泌物輸入速率與根系直徑具有負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與比根長(zhǎng)和菌根侵染率以及細(xì)根生物量具有正相關(guān)關(guān)系（圖3）。

圖3 岷江冷杉（臥龍）和急尖長(zhǎng)苞冷杉（色季拉）基于質(zhì)量的根系分泌物輸入速率與（a，e）根徑（RD）、（b，f）比根長(zhǎng)（SRL）、（c，g）菌根侵染率（MCR）和（d，h）細(xì)根生物量（FRB）的關(guān)系。

4.?溫度和土壤氮有效性對(duì)根系分泌物的貢獻(xiàn)

結(jié)構(gòu)方程模型進(jìn)一步顯示，相較于土壤氮有效性，溫度解釋了更多根系分泌物的變異。具體而言，在高海拔的低溫脅迫環(huán)境下，溫度通過(guò)直接降低樹(shù)木的生理活性以及間接誘導(dǎo)更加保守的地下碳分配策略和根系形態(tài)性狀，從而導(dǎo)致分泌物碳輸入量的下降（圖4）。

圖5溫度調(diào)控高山針葉林根系分泌物海拔變異格局的概念框架圖。