A：是的。全球变暖和近地表臭氧（O₃）浓度升高已成为全球性环境问题，影响许多农作物、草类和树种的生长，可造成农作物减产。大豆是世界上种植面积最大的双子叶植物，同时也被认为是对臭氧污染最为敏感的作物之一。以往的研究大多针对植物地上部分，缺乏对于地下生态过程、功能以及响应机制的研究。地下部分，尤其是植物根系和共生真菌（即丛枝菌根真菌，AMF），是生态系统碳转化过程的核心环节。许多研究发现臭氧浓度升高会抑制大豆叶片光合产物的积累，影响产量，而在我们长期定位试验中，虽然高浓度O₃和温度升高对于大豆植物地上部分生物量没有显著影响，但是对地下部分产生了一些没有预期到的结果。增温与高浓度臭氧增加了植物胁迫，减少光合产物向地下分配，降低了AMF的侵染率，而植物为了保证对养分的获取，调整了根系结构，使得根系变得更细更疏松，菌丝也变细，由此导致根与菌丝更为脆弱，周转速率加快，激发微生物分解有机碳；同时，AMF群落中具有更高养分吸收能力的Paraglomus 属相对丰度增加，而具有土壤有机碳保护能力的Glomus 属相对丰度降低。这些结果表明，气候变化改变根系性状与菌根真菌组成，加速土壤有机碳分解。这将严重影响土壤碳库的碳储量，进一步促进二氧化碳的排放，进而加剧全球气候变暖的趋势。

A：是的。气候变暖通常会促进微生物活性，增加有机物分解，而高O₃浓度会破坏植物气孔功能，减少植物光合作用，且迫使植物利用部分光合作用产物用于修复臭氧损害的细胞组织。因此，理论上推测温度和O₃浓度同时升高可能在促进土壤有机碳分解的同时减少光合产物向地下分配，从而限制陆地生态系统作为碳库的能力。我们的实验结果为这一推测提供了直接的田间试验证据，证明了增温与高浓度臭氧减少了植物地下碳分配，降低了植物根系生物量和共生菌根真菌的侵染率。为了确保营养获取，植物调整了根系结构与AMF的组成：为维持吸收面积，以牺牲根的“强度”为代价，根变得更细更疏松，菌丝也变细，由此导致根与菌丝更为脆弱，周转速率加快，增加能量源并激发微生物分解土壤有机碳；同时，AMF群落向着具有更高养分吸收能力的Paraglomus 属转变，并降低了对土壤有机碳具有保护能力的Glomus 属的相对丰度。因此，气候变暖和O₃浓度升高通过改变植物根系性状与AMF群落组成共同促进微生物分解有机碳，使得土壤碳封存变得更难。

A：丛枝菌根真菌（AMF）可与80%以上的陆生植物根系形成互惠共生体。AMF不但影响植物间相互作用和群落组成，还能调控土壤有机碳的稳定和固存，进而驱动和影响生态系统过程。AMF不仅吸收利用植物光合固定的碳源, 同时也是将碳源从植物传输到土壤的重要载体。上面我们提到，气候变暖和O₃浓度升高减少植物光合产物向地下分配，降低了AMF的侵染，这将减弱AMF对土壤团聚体稳定性以及有机碳的保护作用，从而降低土壤固碳能力。同时，增温和高浓度O₃使得根系变长变细，降低植物对菌根真菌的依赖性，而菌丝本身也变得更细更脆弱，周转速率加快，增加能量来源提高土壤微生物的激发效应。此外，非常有意思的是，侵染大豆根系的AMF群落结构发生了很大的变化。温度升高和高浓度O₃有利于AMF优势菌群Paraglomus 属而不是Glomus 属的定殖，这是由于Paraglomus 属AMF一般形成的孢子较小，对碳的需求量也比Glomus 属小，在环境胁迫下能更有效地利用碳资源，同时以较低的能源成本获得营养。

A：菌根真菌作为生态系统的重要组成部分，有着丰富的物种多样性和功能多样性，不同的AMF种类具有不同的生活史策略和碳氮需求。目前，对AＭF多样性已有多年研究，但是大多数仍停留在对AMF群落种属解析层面上，而缺乏物种多样性生态功能及机制方面的认识。因此我们还需要进一步弄清楚的问题是：未来气候变化如何影响不同AMF种类对土壤碳氮循环的贡献？高通量测序等现代分子生物学技术的应用将会有助于深入阐明未来气候变化下AMF多样性的变化，如何影响土壤碳氮循环功能。

A：农业土壤固碳减排是全球气候变化研究热点之一，也是我国实现碳达峰碳中和的重要领域之一。如何提高土壤固碳潜力，应对气候变化是科学家们一直在探索的问题。首先，我们可以选育高产、抗逆性比较强的作物品种，增强环境胁迫下的作物生产力，因为臭氧浓度升高一般会降低植物生物量和产量，从而降低返还到土壤中的作物残体碳的来源，而不同作物或同一作物不同品种对高浓度臭氧胁迫的响应能力存在很大差异。此外，农业生产中过量的活性氮和农药投入会干扰植物-微生物共生关系的建立，从而影响土壤碳动态及其对气候变化的反馈机制，因此，利用合理的措施减肥减药，调控AMF群落-固氮菌与土壤中其它微生物群落联合互作，加强土壤碳的保护，减少土壤碳的释放，对于维持整个生态系统的碳平衡具有重要意义。同时，还可以配合多种管理方式（如秸秆还田、施用有机肥、种养结合等）增加土壤中的有机质含量，使更多的碳返回土壤。

A：气候变化远远不只是气温升高一点而已，常表现为多种环境胁迫因子共同作用以及极端气候的发生，植物根系和共生微生物功能的变化会更加复杂，未来还需加强温度、O₃浓度升高与其它气候变化因子之间的互作研究，探索气候变化对土壤碳固存以及温室气体（例如N₂O）排放的影响。

以上访谈感谢张艺、仇云鹏老师！