研究揭示不同植物功能類群對土壤水分和養分的影響

　　土壤水分和養分資源的可持續利用是實現農林復合系統健康發展的基礎。然而，關于間作植物對土壤水分、養分影響的報道往往莫衷一是、評價毀譽參半。這使得復合系統內間作植物的選擇面臨著較大的不確定性，難以對農林復合系統的建設和管理提供可靠的指導。因此，認知不同植物功能類群對土壤資源的影響是探索適宜林下間作植物的前提。

　　為此，中國科學院西雙版納熱帶植物園生態水文研究組博士后吳駿恩、博士研究生曾歡歡與研究員劉文杰及其組內人員合作，以純橡膠林、兩層復合林、三層復合林、叢林式橡膠林、熱帶雨林等不同植物群落為研究對象，連續測量了樣地不同深度土層的含水量、水氫氧穩定同位素及土壤碳、氮、磷、鉀、鈣、鎂含量，解析了不同喬木、灌木、草本植物組合對土壤水分、養分季節變化與空間分布的影響。結果表明：隨著植物種類組成的增加，土壤碳氮含量增加。在復合系統內，土壤含水量也隨著土壤碳氮含量的增加而增加。然而，在叢林式橡膠林、熱帶雨林中，植物種類組成的增加對土壤含水量的影響卻由正轉負，主要表現為受草本植物的負面影響。究其原因，主要是高含量的有機質和密集的根孔會加速土壤水分的下滲，從而縮短土壤水分的駐留時間，而密集生長的草本植物和加劇的種間競爭又會增加土壤水分的消耗。在復雜的植物群落中，土壤水分的潛在流量較大，而土壤水分的滲透速度越快則表明礦物養分浸出的風險和幅度就越大；隨著植物種類組成的增加，土壤養分的濃度逐漸降低，尤其是土壤磷鉀鈣含量。這表明，在植物群落由簡單到復雜的變化過程中，其土壤碳氮含量增加、礦物養分含量降低、土壤水分駐留時間縮短、土壤含水量先增后減，其中喬木、灌木、草本對土壤水分和養分的影響各有不同，有時甚至出現相反的結果。因此，為實現土壤水分和養分資源的可持續利用，復合系統中的間作植物應選擇灌木類、避免密集種植的草本植物。

　　相關結果以Recognizing the role of plant species composition in the modification of soil nutrients and water in rubber agroforestry systems為題，發表在Science of the Total Environment上。

　　不同植物群落的土壤水分和養分差別比較