【中國科學(xué)報(bào)】中科院華南植物園揭示熱帶森林植物如何適應(yīng)低磷生境
本報(bào)訊（記者 朱漢斌 通訊員 周飛）中科院華南植物園生態(tài)中心助理研究員毛慶功在研究員魯顯楷、莫江明指導(dǎo)下，發(fā)現(xiàn)長期磷素輸入降低熱帶“富氮”森林植物多樣性。相關(guān)研究近日發(fā)表于《整體環(huán)境科學(xué)》。
研究人員通過在南亞熱帶“富氮”的季風(fēng)常綠闊葉林進(jìn)行長期磷添加控制試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，長期（2008年至2017年）磷添加顯著增加了土壤總磷（1倍）、有效磷（大于30倍）以及植物組織（細(xì)根、枝條、葉片）磷含量。但是，林下植物的最大凈光合速率和幼苗生長速率并沒有顯著增加。相反，長期磷添加處理顯著降低了種子萌發(fā)苗的存活率和林下植物多樣性（如物種數(shù)和個(gè)體數(shù)等）。
進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，這種負(fù)面效應(yīng)可能是與磷添加后植物體內(nèi)非結(jié)構(gòu)性碳消耗增加有關(guān)（如細(xì)根非結(jié)構(gòu)性碳含量降低了30%）。這些發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的競爭排斥理論，即限制性養(yǎng)分的輸入將刺激植物生長，并通過競爭排斥的方式降低群落多樣性。
研究人員推測，林下層植物生長可能與多種資源（如光和鹽基離子等）共同限制有關(guān)。長期來看，在磷輸入條件下，熱帶森林植物大量吸收和儲(chǔ)存磷的功能屬性可能導(dǎo)致林下植物體內(nèi)碳代謝失衡和更新失敗，從而對森林物種周轉(zhuǎn)和群落組成產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
該研究為熱帶森林植物適應(yīng)低磷生境提供了新的直接證據(jù)，對于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)自然生態(tài)系統(tǒng)多樣性維持和磷利用策略，以及制定科學(xué)的生態(tài)系統(tǒng)管理政策具有重要意義。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.149306
