森林植物多样性和物种周转共同调控土壤氮、磷有效性

　　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。