珊瑚砂作為熱帶珊瑚島的核心基質，雖富含鈣、鎂元素，卻匱乏氮、磷等關鍵養分，加之高鹽堿的固有特性，極大制約了植物定植與土壤發育進程。過往研究顯示，物理破碎（如機械碾磨）是加速珊瑚砂風化的可行途徑；而本研究通過室內淋溶實驗揭示，植物與微生物分泌的低分子有機酸才是驅動珊瑚砂養分釋放的核心動力。

研究團隊構建了多因子實驗體系，系統對比了檸檬酸、草酸、蘋果酸、乙酸四種常見有機酸，在不同濃度梯度與三種珊瑚砂粒徑條件下的風化效能。結果表明：1. 有機酸的種類與濃度是決定風化效率的核心因素——其中檸檬酸表現最為優異，不僅在促進鈣、鎂、磷釋放方面能力最強，還導致了最高的珊瑚砂質量損失；且風化速率與有機酸濃度間呈現典型的米氏動力學關系。2. 物理破碎的作用相對有限：實驗中珊瑚砂粒徑對風化速率的影響微乎其微，即便在較高有機酸濃度條件下，細顆粒也未展現出顯著優勢。這意味著，在強烈化學溶解作用主導下，物理表面積的貢獻被大幅弱化。3. 作用機制清晰明確：通過進一步的結構方程模型分析驗證，有機酸主要通過降低溶液pH值與提供羧基配位兩條途徑促進珊瑚砂溶解，其中羧基摩爾濃度是關鍵驅動因子。

該研究不僅深化了對珊瑚砂風化機制的科學認知，更為珊瑚島生態修復中的植物選育與土壤管理提供了重要理論支撐。具體而言，優先選用能分泌檸檬酸等高效有機酸的植物種類，或通過施用富含有機酸的改良制劑，可顯著提升珊瑚砂中養分的有效性，進而加速植被定植與生態系統恢復進程。研究同時指出，未來需進一步開展野外模擬實驗，綜合考量多種有機酸與酶的協同效應，并探索植物組合種植與有機改良制劑施用的綜合管理策略，從而推動珊瑚島脆弱生態系統的可持續恢復。

相關研究成果題為“Low molecular weight organic acids dominate coral sand weathering over physical fragmentation”，發表在土壤學經典期刊Plant and Soil（《植物與土壤》）上。中國科學院華南植物園碩士生任清清、博士生譚江昊為論文第一作者，侯恩慶研究員為通訊作者，任海研究員、閆俊華研究員和王法明研究員等參與了該研究工作。研究得到國家重點研發計劃和國家自然科學基金等項目的支持。文章鏈接：https://doi.org/10.1007/s11104-025-08266-w

圖1. 珊瑚砂風化速率與有機酸濃度之間關系的米氏方程擬合。

（a）、（b）、（c）和（d）分別表示Ca、Mg、P以及珊瑚砂質量損失的釋放速率。在每個子圖中，有機酸的關系均通過米氏方程公式進行擬合，即V = V_max·S / （Km + S），其中V表示釋放速率，S表示有機酸濃度（0.5、1.25、2.5和12.5 mmol kg?1，0.0 mmol kg?1表示去離子水）。考慮到初始階段可能出現“濃度膨脹”，前兩天淋出的元素未納入方程擬合。質量損失速率則計算為每日平均淋溶損失。

圖2. 有機酸和粒徑對珊瑚砂風化影響的結構方程模型分析。

（a）擬合模型及（b）由其總結的驅動因素效應。珊瑚砂風化的驅動因素包括有機酸類型（Type）、濃度（Concentration）、羧基摩爾濃度（N of -COOH）以及溶液初始pH（都用綠色表示），珊瑚砂粒徑（橙色表示）。淋溶特性（灰色表示）通過對淋溶液中的Ca、Mg和P濃度以及珊瑚砂質量損失進行主成分分析后取第一主成分表示。羧基摩爾濃度的計算方法為將有機酸分子的羧基數（乙酸、蘋果酸、草酸和檸檬酸分別為1、2、2和3）乘以其用于淋溶實驗的溶液濃度所得?；疑摼€表示不顯著的路徑，橙色和藍色箭頭分別表示顯著的正向和負向路徑。箭頭的粗細與路徑系數成正比。從Type指出的箭頭沒有符號，因為Type是一個類別變量。