生态系统中真菌生物量对土壤稳定碳库的贡献

真菌的胞外聚合物和死亡残体显著贡献于土壤有机质的形成和稳定过程. 然而, 在不同的生态系统中, 真菌对千年尺度上土壤碳持久性的贡献与机制尚不清楚. 本文研究发现, 全球六个典型生态系统中的土壤真菌生物量碳库与矿物结合态碳库具有较强的耦联关系, 表明在全球尺度上真菌胞外聚合物和残体显著贡献于土壤稳定碳库. 利用高空间分辨率的纳米离子探针质谱分析, 揭示了松树菌根中的真菌与矿物纳米颗粒紧密黏附在一起; 同时, 菌丝表面形成了500~600nm厚的矿物-有机复合体覆盖层, 该发现为土壤中真菌胞外聚合物和残体碳稳定的微观机制提供了直接证据. 进一步, 本文提出了菌丝-矿物互作的概念模型: (1) 活体真菌在菌丝-矿物界面产生活性氧, 从而加速了有机质分解; (2) 真菌残体或胞外聚合物通过与矿物吸附而直接稳定在菌丝表面, 有助于形成土壤稳定碳库. 综上, 真菌在生态系统中不仅分解碳、促进元素生物地球化学循环, 而且还通过将有机质稳定在矿物表面而促进碳的长期稳定.