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森林植物多样性和物种周转共同调控土壤氮、磷有效性

2021-07-21 10:16:10  来源: 分析测试百科网

  植物-土壤相互作用是生态系统进化的重要驱动力。已有研究多关注土壤养分如何影响植物多样性,关于植物对土壤的反馈作用鲜有报道。目前普遍认为,高的植物多样性能够显著提高土壤氮、磷有效性。然而,在森林自然演替过程中,植物多样性与土壤氮、磷有效性并不是单一线性关系。森林在演替过程中物种组成发生变化(物种周转),该变化可能影响土壤养分的有效性,但未得到证实。

  中国科学院华南植物园生态与环境科学研究中心(鼎湖山站)博士刘旭军在研究员刘菊秀的指导下,基于鼎湖山不同森林演替阶段的3个森林(马尾松林、针阔混交林和季风常绿阔叶林)的长期观测数据(2004-2015年),研究了植物多样性和物种周转对土壤氮、磷有效性的影响。

  研究表明,植物多样性和物种周转速率随森林演替而增加,且两者均改变了土壤氮、磷的有效性。高的植物多样性通过提高群落生产力、改变凋落物质量以及影响土壤理化性质对土壤氮、磷的有效性产生积极影响。然而,土壤氮、磷对物种周转的反应不同。土壤全氮(TN)和有效氮(AN)与物种周转呈正相关,而土壤全磷(TP)与物种周转呈负相关,表明森林演替过程中物种周转可能导致土壤氮、磷供应的失衡。该研究为土壤氮、磷有效性与植物多样性的非单一线性关系提供了可能解释,即土壤氮、磷有效性受到物种多样性和物种周转的共同调节。

  相关研究成果发表在Plant and Soil上。研究工作得到国家自然科学基金、广州市科技计划项目等的资助。

图1.植物多样性对土壤全氮(TN);有效氮(AN);全磷(TP)和有效磷(AP)的影响。


图2.物种周转对土壤全氮(TN);有效氮(AN);全磷(TP)和有效磷(AP)的影响。


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