中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站王克林研究員團(tuán)隊(duì)在多營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物多樣性提升土壤磷活化的機(jī)制取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果以Multitrophic biodiversity drives soil phosphorus mobilization in subtropical ecosystems為題在線發(fā)表于國際綜合性期刊Journal of Advanced Research，趙杰研究員為論文通訊作者，廖雄輝助理研究員為第一作者。
亞熱帶地區(qū)農(nóng)田和森林生態(tài)系統(tǒng)磷限制嚴(yán)重，不利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的穩(wěn)定。植物和解磷細(xì)菌是土壤磷活化的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)者，其磷活化能力受氣候因子、土地利用類型、巖性特征以及高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的影響。前人研究主要聚焦于單一非生物或生物因子對(duì)土壤磷有效性的影響，尚未系統(tǒng)闡明不同水熱與巖性條件下多營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物對(duì)磷限制的適應(yīng)機(jī)制。研究團(tuán)隊(duì)在中國西南亞熱帶地區(qū)建立了一個(gè)不同巖性（碳酸鹽巖（喀斯特） vs. 碎屑巖（非喀斯特））的南北樣帶，探究耕地向森林演替過程中，多營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物多樣性（multitrophic biodiversity）和多營(yíng)養(yǎng)級(jí)相互作用（multitrophic interactions）如何影響土壤磷活化功能。
研究發(fā)現(xiàn)，無論是喀斯特農(nóng)田還是非喀斯特農(nóng)田，長(zhǎng)期施肥增加了土壤中等活性和穩(wěn)定磷組分的積累，削弱了生物磷活化能力。耕地轉(zhuǎn)變?yōu)樯趾?，喀斯特土壤活性磷組分增加了43.8%，中等活性磷和穩(wěn)定磷組分分別減少了79.1%和36.6%，而非喀斯特土壤中等活性磷和穩(wěn)定磷組分分別減少了62.6%和34.8%?？λ固貐^(qū)多營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物多樣性和磷活化能力高于非喀斯特區(qū)。溫度升高會(huì)增強(qiáng)多營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物對(duì)森林土壤磷活化能力的正向級(jí)聯(lián)調(diào)控。喀斯特森林恢復(fù)重建通過增強(qiáng)解磷細(xì)菌-菌根植物-線蟲的級(jí)聯(lián)關(guān)系，促進(jìn)了土壤磷生物活化-吸收的協(xié)同提升，降低了高鈣/鎂環(huán)境下的磷沉淀固定作用，從而緩解了磷限制。然而，喀斯特生態(tài)系統(tǒng)脆弱，人為干擾（如耕作和毀林）極易造成物種喪失并削弱多營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物間相互依存的關(guān)系。同時(shí)，農(nóng)田磷素管理應(yīng)減少磷肥投入，增強(qiáng)土壤殘留磷的生物活化，遵循“促活化，增吸收”的綠色可持續(xù)發(fā)展理念。該成果對(duì)緩解喀斯特生態(tài)系統(tǒng)磷限制、促進(jìn)植被可持續(xù)恢復(fù)具有重要參考價(jià)值。
不同巖性條件下多營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物對(duì)磷限制的適應(yīng)機(jī)制