森林生态系统中，绝大多数植物能够与菌根真菌形成共生关系，其中以丛枝菌根(arbuscular mycorrhizae, AM)和外生菌根(ectomycorrhizae, EcM)最为常见。不同菌根类型的树种展现出独特的生境偏好：AM树种通常占据土壤养分较为丰富的环境，而EcM树种在贫瘠的土壤条件下更为常见，由此在土壤肥力梯度上形成了AM树种比例逐渐升高、EcM树种比例逐渐降低的分布格局。然而，导致这一格局形成的具体生态机制仍不明确。

为此，森林生物多样性与生态系统功能研究团队提出了两种可能的驱动机制：

1. 环境过滤假说：土壤养分调控不同菌根类型树种的生长与存活，导致AM树种在养分富集区具有更高的生长速率和存活率，而EcM树种则相反。

2. 树木调节土壤假说：不同菌根类型的树种通过凋落物输入等途径改变土壤性质，表现为AM树种促进土壤肥力提升，而EcM树种则导致土壤养分衰减。

为验证上述假说，研究团队依托长白山25公顷阔叶红松林固定监测样地，收集了超过15年的不同菌根类型树种的生长与存活数据，监测了土壤养分的时间动态，并利用凋落物扩散模型估算养分归还量，综合评估了土壤与树木间的互作关系。

研究结果表明，随着土壤养分含量的增加，EcM树种的死亡率上升、生长率下降，而AM树种则呈现死亡率下降、生长率升高的趋势，这一结果支持了“环境过滤假说”。值得注意的是，EcM树种有助于积累土壤总的磷含量并减少有效氮、磷流失，证实了EcM树种有提升土壤养分的潜在能力。然而，这一发现与EcM树种主要分布于贫瘠土壤的空间格局相悖，因此“树木调节土壤假说”在本研究中并未得到支持。

本研究扩展了以往树种空间分布格局的研究框架，首次以温带森林为对象从机制层面阐明了不同菌根类型树种沿土壤肥力梯度分布格局的内在机制，为MANE(Mycorrhizal‐Associated Nutrient Economy)理论框架提供了实证支持。目前，在温带森林AM树种优势度上升、EcM树种优势度下降的背景下，我们的研究进一步强调了理解菌根类型驱动群落构建机制的重要性。

相关研究成果以“Environmental filtering drives mycorrhizal tree dominance across a soil fertility gradient in a temperate forest”为题，发表于英国生态学会期刊Journal of Ecology。特别研究助理朱美慧为第一作者，王绪高研究员为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金青年项目、兴辽英才计划及博士后面上项目等资助。

图1 研究假设概念图

图2 土壤养分梯度上(A)，不同菌根类型树种的死亡率(B)及生长率(C)的变化趋势