研究发现氮磷添加减少热带森林土壤微生物残体碳

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中国科学院华南植物园博士范琳杰在副研究员郑棉海的指导下，依托广东省鹤山森林生态系统国家野外科学观测研究站的长期氮磷添加试验平台，发现长期氮和磷添加减少亚热带森林土壤底层微生物残体碳的积累。相关成果近日发表于《全球变化生物学》。

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氮和磷添加下豆科和非豆科林不同土层微生物残体碳的响应机制。受访者供图

该研究选取两种典型的亚热带人工林，即大叶相思林（豆科林）和尾叶桉林（非豆科林）为研究对象，探索两种亚热带人工林土壤微生物残体碳在不同土层的变化及其对长期氮和磷添加的响应机理。经过长期（12年）的氮磷添加处理，发现不同土层微生物残体碳浓度的响应存在差异。长期氮和磷添加对表层土壤（0-20cm）的微生物残体碳浓度没有显著影响。

进一步发现，深层土壤的微生物残体碳主要受微生物属性和矿物保护的影响，而在表层土壤中，植物碳输入和矿物保护的作用更为重要。对于深层土壤而言，磷添加导致微生物周转和钙结合碳浓度降低，从而减少了微生物残体碳的积累。虽然表层土壤微生物周转和钙结合碳也减少，但由于表层凋落叶分解速度加快及微生物量增加，植入碳的输入和微生物量的增加可能弥补了表层微生物残体碳的减少，导致表层土壤微生物残体碳浓度无显著变化。

该研究表明，长期大气氮沉降和土壤磷缺乏可能会影响亚热带森林底层土壤碳的稳定性，未来研究需要更多地关注森林不同土层（尤其是底层土壤）有机碳的稳定性及其驱动机理，这对于准确理解和预测亚热带森林土壤固碳潜力至关重要。