近日，中国科学院华南植物园研究员刘占锋团队联合德国莱比锡大学教授Nico Eisenhauer等科研人员，在《生态学与进化趋势》（Trends in Ecology & Evolution）上发表综述文章，系统阐述了植物-菌根共生体在地下碳库形成与生态系统多功能性维持中的核心作用，并提出可操作的“植物-菌根协同”森林恢复框架，为森林恢复提供了科学范式。
面对全球森林退化加剧与气候变化的双重挑战，传统以提升地上碳储量为目标的森林恢复策略逐渐显现瓶颈——土壤碳库恢复滞后、生态系统多功能性提升不足等问题日益突出。研究团队整合全球森林生物多样性实验证据，揭示了丛枝菌根和外生菌根两类真菌通过互补机制驱动土壤碳库形成与生态功能提升的关键作用。
整合植物-菌根关系的土壤碳汇与生态系统多功能性协同恢复概念框架。研究团队供图
丛枝菌根植物被誉为“深层碳工程师”，其高效凋落物输入和快速生长的菌丝网络显著促进深层土壤中矿物结合有机质（MAOM）的形成与稳定，对长期固碳、涵养水源和维持深层土壤肥力至关重要。而外生菌根植物则扮演“表层活性管家”角色，通过分解缓慢的凋落物和与腐生菌竞争氮源，促进表层土壤颗粒有机质（POM）积累，维持土壤孔隙结构、活性养分供给和微生物活性，支撑短期生产力。
在物种丰富的混交林中，丛枝菌根与外生菌根的协同效应尤为显著：丛枝菌根主导的深层MAOM固碳提供长期稳定性，外生菌根主导的浅层POM库则支撑系统活性和养分循环。这种互补机制不仅显著提升整体碳储量，还同步增强了森林的养分保持力、抗旱性、抗干扰能力及生物多样性支撑，实现了“碳汇”与“多功能”的共赢。
基于对菌根功能的深刻理解，研究团队构建了一套面向实际应用的“评估-选种-接种-监测”四步恢复框架，为全球森林恢复提供了清晰的操作蓝图。该框架始于深入的本底评估，强调必须考虑当地气候、土壤特性、现有植被及优势菌根类型。随后是关键物种选择阶段，核心在于利用植物功能性状的互补性。本地化菌根接种是重建退化土壤微生物网络的核心环节，优先选用具有高效固碳能力的本地菌株，可显著提升植物定殖成功率和胁迫耐受性。最后，持续的动态监测与适应性管理确保恢复成效，通过追踪POM/MAOM比例等关键土壤参数以及生物多样性指标，可实时调整管理策略。
“植物-菌根共生是超过4.5亿年自然演化的智慧结晶，我们的框架首次将其转化为可量化、可操作的森林恢复工具。”论文共同通讯作者刘占锋表示，该研究不仅为应对气候变化和生物多样性丧失提供了“双赢”策略，更标志着森林恢复理念从单纯“种植树木”向科学“生态系统功能设计”的范式转变。
为此，研究团队呼吁将菌根功能性状纳入全球森林恢复评估与指标体系，并计划依托TreeDivNet和Sino-BEFNet等研究网络开展跨区域联网研究与验证，推动这一源于自然的智慧惠及全球生态修复实践。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.tree.2025.07.004
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