华南植物园发现长期氮添加不会提高南亚热带森林中植物的磷需求

　　

 

大气氮沉降对全球陆地生态系统的生物地球化学循环产生了重大影响，很可能加剧富氮少磷的南亚热带森林土壤养分失衡。依据氮磷元素的来源及其作为生命元素对植物生长的影响，氮沉降将增加南亚热带森林植物对磷的需求，久而久之，土壤磷将是南亚热带森林生态系统结构演变和功能发挥的限制因子。

中国科学院华南植物园生态中心博士生余光灿在闫俊华研究员、王应平研究员和郑棉海副研究员的指导下，依托鼎湖山长期氮添加试验平台，选取了9种主要植物包含4类生长型（乔木、灌木、草本和藤本）为研究对象，通过分析植物叶片的养分浓度、根际土和矿质土磷组分及其他理化性质的变化，评估了氮添加对南亚热森林主要物种磷需求和土壤磷供应的影响。研究发现，氮沉降不会加剧南亚热森林磷限制，不同氮添加速率均没有显著改变4类生长型植物叶片的氮、磷浓度以及氮磷比。3个氮添加处理也没有减少根际土总磷和有效磷的含量。这可能是因为该森林植物适应富氮的土壤后，没有因氮添加而增加植物从土壤中吸收氮，植物为了保持体内稳定的化学计量比，因此也不需要吸收更多的磷。此外，不同氮添加速率通过改变根际土微生物的群落结构改变土壤磷的转化：低氮添加速率显著提高了土壤微生物的Shannon-Weiner指数和革兰氏阳性菌与阴性菌之比，由于微生物群落包含更多的k策略微生物，因此能通过促进对难分解有机物的利用而增加了磷的来源；高氮添加速率显著降低了土壤微生物的Shannon-Weiner指数，经过选择压力后，土壤中保留下来的微生物既能够耐受不利环境，又能保持高效地对磷的利用。

相关研究成果已近期发表在国际学术期刊Journal of Ecology（《生态学杂志》）（IF_5-year=7.164，JCI 生态学排名15/189）上。华南植物园博士生余光灿为论文的第一作者，闫俊华研究员和郑棉海副研究员为论文的共同通讯作者。该项研究得到国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金、ESC青年精英赞助计划和中国科学院青年创新促进会和生态学青年人才托举工程项目等资助。论文链接：http://doi.org/10.1111/1365-2745.14118

 

图1. 长期氮添加对4类生长型植物磷需求和根际土壤磷组分的影响示意图