发现长期氮添加未提高氮饱和森林中植物的磷需求

近日，中国科学院华南植物园生态中心博士生余光灿在研究员闫俊华、王应平和副研究员郑棉海的指导下，发现长期氮添加不会提高南亚热带氮饱和森林中植物的磷需求。相关研究发表于《生态学杂志》。

大气氮沉降对全球陆地生态系统的生物地球化学循环产生了重大影响，很可能加剧富氮少磷的南亚热带森林土壤养分失衡。依据氮磷元素的来源及其作为生命元素对植物生长的影响，氮沉降将增加森林植物对磷的需求，久而久之，土壤磷将是森林生态系统结构演变和功能发挥的限制因子。

研究人员依托广东鼎湖山长期氮添加试验平台，选取了9种主要植物包含4类生长型（乔木、灌木、草本和藤本）为研究对象，通过分析植物叶片的养分浓度、根际土和矿质土磷组分及其他理化性质的变化，评估了氮添加对南亚热带氮饱和森林主要物种磷需求和土壤磷供应的影响。

研究发现，氮沉降不会加剧南亚热带氮饱和森林磷限制，不同氮添加速率均没有显著改变4类生长型植物叶片的氮、磷浓度以及氮磷比。3个氮添加处理也没有减少根际土总磷和有效磷的含量。这可能是因为该森林植物适应富氮的土壤后，没有因氮添加而增加植物从土壤中吸收氮，植物为了保持体内稳定的化学计量比，因此也不需要吸收更多的磷。

此外，不同氮添加速率通过改变根际土微生物的群落结构改变土壤磷的转化：低氮添加速率显著提高了土壤微生物的Shannon-Weiner指数和革兰氏阳性菌与阴性菌之比，由于微生物群落包含更多的k策略微生物，因此能通过促进对难分解有机物的利用而增加了磷的来源；高氮添加速率显著降低了土壤微生物的Shannon-Weiner指数，经过选择压力后，土壤中保留下来的微生物既能够耐受不利环境，又能保持高效地对磷的利用。

考虑到长期氮沉降可能导致更多土壤进入氮丰富、甚至是氮饱和的状态，该研究有助于加深对氮丰富森林中植物对磷的获取和生物地球化学氮磷循环过程的理解。

朱汉斌 周飞