煤炭学报

作者：毕银丽, 张可, 肖礼, 王董董,

关键词：丛枝菌根真菌, 矿区生态复垦, 原位¹³C标记, 代谢组学, 光合碳分配, 碳组分,

接种丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi，AMF)与植被恢复联合已成为矿区沉陷地生态修复关键复垦技术，探究菌根修复多年后矿区植物光合碳在植物–土壤系统中的积累与分配现状及稳定机制，对于深入明晰矿区菌根复垦后植物–土壤碳固定流动过程、实现矿区固碳增汇具有重要意义。为此，在大柳塔菌根修复试验示范区紫穗槐样地的接菌区与对照区，设计原位13C同位素脉冲标记试验，结合碳同位素及代谢组学的方法，研究长期菌根复垦下矿区光合碳在植物–土壤系统中的分配及稳定策略。结果表明：叶片光合固碳后沿叶—茎—根—土的路径向下运移，长期菌根修复能增加光合碳在矿区植物–土壤系统中的积累量，标记接菌区平均光合碳富集总量是标记对照区的1.3倍；接菌提高光合碳向地下部(植物根系及土壤)的分配比例，标记接菌区地下部分配比例及平均富集量比标记对照区多13.4%，299.3%。光合碳13C进入土壤后，更多地以矿物结合态有机碳(MAOC)形式存在，其中光合碳13C在MAOC中的平均富集量标记接菌区比标记对照区多分配了246.8%，标记接菌区13C-MBC净富集量是标记对照区的4.5倍，维持了土壤碳库的稳定，同时菌根提高土壤有机碳转化的能力，有利于光合碳在土壤中的固存。结合代谢组学的结果发现，AMF菌丝网络通过调节脂质和类脂分子、有机杂环化合物、有机氧化物、苯丙烷和聚酮类等相关化合物的代谢，影响了酪氨酸代谢、糖解与糖代谢合成、氨基糖和核苷酸糖等碳代谢途径，最终实现土壤中光合碳13C的富集以及有机碳库的稳定。综上，微生物菌根复垦既可以促进土壤有机碳库积累，又可以调控有机碳库的转化与稳定，是矿区土壤实现固碳增汇的优选方法之一。

来源：2025年第1期

《煤炭学报》期刊编辑部

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