Trade-off in carbon allocation between roots and rhizodeposition underpins plant adaptation to acidification in a meadow steppe

IF 5.6 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Journal of Ecology Pub Date : 2025-08-22 DOI:10.1111/1365-2745.70143

Yu Shang, Ruzhen Wang, Bin Wang, Ying Zhang, Tianpeng Li, Xue Feng, Heyong Liu, Michael Bahn, Osbert Jianxin Sun, Xingguo Han, Hui Li, Yong Jiang

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在草甸草原中，根与根沉积之间的碳分配平衡是植物适应酸化的基础

大气硫沉降引起的土壤酸化可能对植物碳(C)的同化和分配产生重大影响，从而改变土壤有机碳（SOC）动态。然而，植物如何在地下碳汇中分配光合作用的碳，以及它们是否能够利用这些有限的碳资源来适应非生物胁迫，这在很大程度上仍然是未知的。我们在草甸上进行了13CO2脉冲标记实验，以研究S添加引起的土壤酸化对光合碳分配的影响，并探讨植物地下碳汇之间的权衡以及地下碳分配对有机碳形成的贡献。我们发现，土壤酸化降低了根沉积物C（13% ~ 60%）和分配给土壤的13C的绝对数量（0.8% ~ 51%），这是由于茎部光合13C同化减少了30% ~ 36%。相反，S的添加使13C分配给根系的比例增加了3% ~ 52%。根系生物量、非结构性碳水化合物（NSC）和呼吸量随S添加量的增加而增加，并在20 g S m−2 year−1左右出现阈值，之后开始下降。根系13C与土壤13C呈负相关，与根系生物量和NSC呈正相关。土壤酸化导致地下生物量增加，而有机碳储量保持不变，这可能是由于根系沉积物C输入减少，同时有机碳分解受到抑制。合成。这些结果证实，在土壤酸化条件下，根系的光合C转化为进入土壤的根淀C较少，而更多地投入到根系生长、呼吸和储存中以应对酸化胁迫。总体而言，根系生物量和根系沉积之间的碳分配平衡可能是植物适应土壤酸化的基础，也是预测土壤有机碳动态的关键指标。

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来源期刊

Journal of Ecology 环境科学-生态学

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期刊介绍： Journal of Ecology publishes original research papers on all aspects of the ecology of plants (including algae), in both aquatic and terrestrial ecosystems. We do not publish papers concerned solely with cultivated plants and agricultural ecosystems. Studies of plant communities, populations or individual species are accepted, as well as studies of the interactions between plants and animals, fungi or bacteria, providing they focus on the ecology of the plants. We aim to bring important work using any ecological approach (including molecular techniques) to a wide international audience and therefore only publish papers with strong and ecological messages that advance our understanding of ecological principles.