森林類型調控土壤碳庫響應外源磷輸入機制獲揭示

近日，中國科學院華南植物園研究員劉占鋒團隊在國家自然科學基金等項目的資助下，研究揭示了森林類型調控土壤有機碳組分差異性響應外源磷輸入機制。相關成果發表于《整體環境科學》（Science of the Total Environment）。

亞熱帶人工純林和混交林下生物來源有機碳組分對P添加的差異性響應。研究團隊供圖

熱帶森林對外源養分的供應十分敏感，磷與氮的相對有效性在調控熱帶生態系統碳收支方面起著至關重要的作用，然而，養分有效性如何調節熱帶森林碳源匯轉換尚不明確。生化選擇過程中，植物來源復雜有機物的選擇性保留和微生物周轉形成的大分子有機物均是土壤有機碳（土壤有機碳）固持的重要途徑。但是，生物過程驅動的土壤有機碳固存響應外源養分輸入的生物驅動機制仍有待揭示。

該研究依托廣東鶴山森林生態系統國家野外科學觀測研究站和和小良熱帶海岸生態系統定位研究站的長期養分添加實驗平臺，研究了亞熱帶人工純林和混交林植物來源和微生物來源的土壤有機碳組分對外源養分添加的響應。通過對來自全球62篇文獻中的125對土壤養分添加實驗研究結果的整合分析，量化了磷添加對熱帶和亞熱帶森林土壤有機碳含量的影響。

研究發現，兩個亞熱帶人工林土壤0-20厘米土壤有機碳含量未隨磷添加顯著變化，這與整合分析結果一致。但是，土壤微生物群落組成和活性解釋了亞熱帶森林土壤有機碳組分對磷添加的差異性響應。純林中植物底物質量較差，磷添加引發土壤微生物群落組成的改變，導致微生物加速消耗微生物殘體碳以補充碳源；而混交林中磷添加改變植被群落組成，并促進微生物對氮源的獲取，從而加速了木質素和微生物殘體碳的分解。

論文第一作者、中國科學院華南植物園恢復生態學任務團隊助理研究員李悅表示，混交林中微生物來源碳（特別是真菌微生物殘體碳）和礦物結合有機碳聯系緊密，預示著長期磷添加引起真菌微生物殘體碳的減少將不利于熱帶森林土壤土壤有機碳的積累和穩定。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.174672