隨著土壤中植物可利用磷的增加，植被生產(chǎn)力增加，植物輸入到土壤中碳也會增加，從而增加土壤有機碳的儲存?；谶@種認(rèn)識形成的“磷供給增加促進土壤有機碳固存”理論觀點被廣泛接受。然而自然生態(tài)系統(tǒng)中仍存在與此悖論的現(xiàn)象，即磷供給增加下，土壤有機碳庫沒有變化或降低。導(dǎo)致該“悖論”現(xiàn)象的機理有待進一步探究。
中國科學(xué)院華南植物園磷素生物地球化學(xué)研究組科研人員基于陸地生態(tài)系統(tǒng)536項相關(guān)研究進行整合分析探究了磷供給與土壤碳儲存的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)磷供給增加促進土壤有機碳的儲存, 并隨著土壤氮有效性的增加而增加。在土壤低氮有效性 (C:N ratio > 16)情況下, 磷添加促進植被生產(chǎn)力從而促進植物碳的輸入，同時也促進微生物活性(即增加微生物生物量)，促進土壤呼吸，增加土壤碳的損失，這種土壤碳的損失將會抵消植物碳輸入的增加，從而使得磷添加對土壤有機碳的影響出現(xiàn)不變或負(fù)效應(yīng)的可能。在土壤高氮有效性(C:N ratio ≤ 16)情況下, 磷添加極大促進植被生產(chǎn)力，增加植物碳的輸入，同時對微生物活性沒有影響，降低土壤土壤呼吸，降低土壤碳損失，從而增加土壤碳儲存。導(dǎo)致上述現(xiàn)象的可能原因是在磷添加下，土壤高氮有效性為微生物提供了更多的氮，降低微生物為獲取氮的碳礦化。本研究強調(diào)了基于土壤磷極大的空間變異性，未來預(yù)測土壤碳儲存的模型中需要考慮土壤氮的有效性。
相關(guān)的研究結(jié)果以“Nitrogen availability mediates soil organic carbon cycling in response to phosphorus supply: A global meta-analysis”為題發(fā)表在國際土壤生態(tài)專業(yè)期刊Soil Biology and Biochemistry（《土壤生物學(xué)與生物化學(xué)》）上。華南植物園生態(tài)中心羅先真副研究員為論文第一作者，侯恩慶研究員為論文通訊作者。該項研究得到國家自然科學(xué)基金和廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金等項目的共同資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2023.109158
圖. 磷添加對土壤有機碳庫的影響取決于氮有效性
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