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lol下注平台研究团队揭示固氮树种混交种植更有利于提高石漠化山区土壤有机磷积累和转化的调控机制
 

由于喀斯特地区成土过程缓慢,土层浅薄,生态系统土壤养分储量远低于非岩溶区,是典型的生态脆弱带。近几十年来,由于人类活动的加剧,导致喀斯特地区土壤养分衰退严重,土壤团粒结构失去稳定性,使土壤的持水能力降低,加速水土流失。我国西南喀斯特地区是石漠化最为严重的区域,而且石漠化的面积呈现增加的趋势,且其生态系统功能急剧退化,严重影响该区域经济社会以及环境的可持续发展。近年来,国家先后启动实施一系列重大生态工程进行石漠化综合治理,其中植被恢复作为一项重要的生态治理措施,但由于不同恢复模式下植物种类及其配置的不同,必然导致凋落物凋落规律、数量和组成,以及林地环境等因素的不同,从而对土壤养分循环产生不同的影响。有研究发现,喀斯特地区退化生态系统恢复初期主要受氮(N)限制,演替后期主要受磷(P)限制,而在恢复中期,则受N、P共同限制。虽然已有许多国内外学者利用不同方法和途径,研究了有关不同的植物、恢复方式和土地利用类型等对喀斯特地区土壤P素的影响,但到目前为止,对不同固氮树种及不同种植模式下石漠化山区土壤P的积累、转化和迁移等变化规律的认识还存在很大的不足,这将影响我们对石漠化山区土壤养分退化成因及其发生机制、养分的维持及演变规律的认识。

鉴于此,lol下注平台研究团队选取广西南宁市马山县典型石漠化山区经过长期植被恢复的降香黄檀纯林(PD)、顶果木纯林(PA)和降香黄檀/顶果木混交林(MP)三种林分作为研究对象,并以相邻的天然保留地作为对照(CK),重点探究固氮树种单一和混交种植对石漠化山区表层土壤团聚体有机磷(Po)积累和转化的影响。结果表明,在石漠化山区,引入固氮树种单一或两种树种混交种植,对表层土壤(0-10cm)团聚体的理化性质、Po组分和微生物群落结构以及功能产生不同程度影响,其中两种固氮树种混交种植更能显著提高表层土壤团聚体Po的积累和有效性。Po组分主要受ALP、MBN和AM真菌的影响,在石漠化山区引入固氮树种进行植被恢复主要通过影响SOC、NO3--N、C/P、Actinobacteria和AM真菌,最终影响土壤P的转化。该研究强调了利用固氮树种混交种植对于恢复严重退化的石漠化山区土壤的重要性,该策略可用于提高我国石漠化山区土壤团聚体Po的积累和转化,从而可能有效促进地上植被的恢复和稳定性植物群落的构建。

相关研究成果以“Mixture of N2-fixing tree species promotes organic phosphorus accumulation and transformation in topsoil aggregates in a degraded karst region of subtropical China”为题发表在国际学术期刊《Geoderma》上(Top期刊,环境科学领域1区,IF=6.114)上。lol下注平台硕士研究生李萌和尤业明副教授为该论文的共同第一作者,通讯作者为黄雪蔓副教授。该研究得到国家自然科学基金(31960240、32171755和31760058)、广西自然科学基金(2018GXNSFAA294139和2019GXNSFAA185023)和广西重点研发计划项目(2018AB40007)的共同资助。

论文链接:https://sciencedirect.53yu.com/science/article/abs/pii/S0016706122000593

图1土壤氮磷转化酶活性之间的关系

图2调控土壤P转化(ALP表征)的结构方程模型

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