大氣氮沉降對全球陸地生態(tài)系統(tǒng)的生物地球化學循環(huán)產(chǎn)生了重大影響，很可能加劇富氮少磷的南亞熱帶森林土壤養(yǎng)分失衡。依據(jù)氮磷元素的來源及其作為生命元素對植物生長的影響，氮沉降將增加南亞熱帶森林植物對磷的需求，久而久之，土壤磷將是南亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)結構演變和功能發(fā)揮的限制因子。
中國科學院華南植物園生態(tài)中心博士生余光燦在閆俊華研究員、王應平研究員和鄭棉海副研究員的指導下，依托鼎湖山長期氮添加試驗平臺，選取了9種主要植物包含4類生長型（喬木、灌木、草本和藤本）為研究對象，通過分析植物葉片的養(yǎng)分濃度、根際土和礦質土磷組分及其他理化性質的變化，評估了氮添加對南亞熱森林主要物種磷需求和土壤磷供應的影響。研究發(fā)現(xiàn)，氮沉降不會加劇南亞熱森林磷限制，不同氮添加速率均沒有顯著改變4類生長型植物葉片的氮、磷濃度以及氮磷比。3個氮添加處理也沒有減少根際土總磷和有效磷的含量。這可能是因為該森林植物適應富氮的土壤后，沒有因氮添加而增加植物從土壤中吸收氮，植物為了保持體內(nèi)穩(wěn)定的化學計量比，因此也不需要吸收更多的磷。此外，不同氮添加速率通過改變根際土微生物的群落結構改變土壤磷的轉化：低氮添加速率顯著提高了土壤微生物的Shannon-Weiner指數(shù)和革蘭氏陽性菌與陰性菌之比，由于微生物群落包含更多的k策略微生物，因此能通過促進對難分解有機物的利用而增加了磷的來源；高氮添加速率顯著降低了土壤微生物的Shannon-Weiner指數(shù)，經(jīng)過選擇壓力后，土壤中保留下來的微生物既能夠耐受不利環(huán)境，又能保持高效地對磷的利用。
相關研究成果已近期發(fā)表在國際學術期刊Journal of Ecology（《生態(tài)學雜志》）（IF5-year=7.164，JCI 生態(tài)學排名15/189）上。華南植物園博士生余光燦為論文的第一作者，閆俊華研究員和鄭棉海副研究員為論文的共同通訊作者。該項研究得到國家杰出青年科學基金、國家自然科學基金、廣東省基礎與應用基礎研究基金、ESC青年精英贊助計劃和中國科學院青年創(chuàng)新促進會和生態(tài)學青年人才托舉工程項目等資助。論文鏈接：http://doi.org/10.1111/1365-2745.14118
圖1. 長期氮添加對4類生長型植物磷需求和根際土壤磷組分的影響示意圖
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