華南植物園揭示森林植物多樣性和物種周轉(zhuǎn)共同調(diào)控土壤氮、磷有效性
植物-土壤相互作用是生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)化的重要驅(qū)動力。已經(jīng)有大量研究報道了關(guān)于土壤養(yǎng)分如何影響植物多樣性的研究。然而，關(guān)于植物對土壤的反饋作用鮮有報道。此外，普遍認(rèn)為高的植物多樣性能夠顯著提高土壤氮、磷有效性。然而，在森林自然演替過程中，植物多樣性與土壤氮、磷有效性并不是成單一的線性關(guān)系。考慮到森林在演替過程中物種組成也發(fā)生著變化（物種周轉(zhuǎn)），這可能也會影響土壤養(yǎng)分的有效性，但卻尚未得到證實。
中科院華南植物園生態(tài)與環(huán)境科學(xué)研究中心劉旭軍博士（鼎湖山站）在導(dǎo)師劉菊秀研究員的指導(dǎo)下，基于鼎湖山不同森林演替階段的3個森林（馬尾松林、針闊混交林和季風(fēng)常綠闊葉林）的長期觀測數(shù)據(jù)（2004-2015年），研究了植物多樣性和物種周轉(zhuǎn)對土壤氮、磷有效性的影響。
研究結(jié)果表明，植物多樣性和物種周轉(zhuǎn)速率隨著森林演替而增加，且兩者都改變了土壤氮、磷的有效性。高的植物多樣性通過提高群落生產(chǎn)力、改變凋落物質(zhì)量以及影響土壤理化性質(zhì)對土壤氮、磷的有效性產(chǎn)生了積極影響。然而，土壤氮、磷對物種周轉(zhuǎn)的反應(yīng)不同。土壤全氮（TN）和有效氮（AN）與物種周轉(zhuǎn)呈正相關(guān)，而土壤全磷（TP）與物種周轉(zhuǎn)呈負(fù)相關(guān)，表明森林演替過程中物種周轉(zhuǎn)可能會導(dǎo)致土壤氮、磷供應(yīng)的失衡。該研究結(jié)果為土壤氮、磷有效性與植物多樣性的非單一線性關(guān)系提供了可能的解釋，即土壤氮、磷有效性受到物種多樣性和物種周轉(zhuǎn)的共同調(diào)節(jié)。
相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國際林學(xué)期刊Plant and Soil（《植物與土壤》）上（JCR一區(qū)；5年IF=3.88）。該研究得到國家自然科學(xué)基金、廣東省重點研發(fā)項目和廣州市科技計劃項目的自助。論文鏈接：https://doi.org/10.1007/s11104-021-04940-x
圖1. 植物多樣性對土壤全氮（TN）；有效氮（AN）；全磷（TP）和有效磷（AP）的影響。
圖2. 物種周轉(zhuǎn)對土壤全氮（TN）；有效氮（AN）；全磷（TP）和有效磷（AP）的影響。
