近日，中國(guó)科學(xué)院華南植物園生態(tài)中心博士生張靖凡在王法明研究員的指導(dǎo)下，研究揭示了熱帶森林土壤碳釋放對(duì)長(zhǎng)期氮磷添加的響應(yīng)。相關(guān)研究在線發(fā)表于《總體環(huán)境科學(xué)》（Science of The Total Environment）。
每年有大量的二氧化碳（CO2）從土壤中釋放，主要來(lái)源于凋落物和土壤碳（C）的分解。養(yǎng)分有效性，尤其是氮（N）和磷（P）在凋落物和土壤碳分解中起重要作用。大多數(shù)研究中只單獨(dú)探究土壤碳礦化或凋落物分解，在長(zhǎng)期施肥條件下同時(shí)探究這兩者的碳釋放模式的研究并不多，因此，了解其潛在機(jī)制對(duì)于減緩二氧化碳排放和氣候變化至關(guān)重要。
研究人員利用熱帶次生林氮磷添加的野外試驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行為期兩年的野外試驗(yàn)，在長(zhǎng)期（11年）氮磷添加的土壤中，添加了兩種不同的凋落物：玉米根或玉米葉。測(cè)量了土壤總碳礦化率（CO2通量）來(lái)表征總碳的礦化，使用13C同位素示蹤來(lái)確定碳的來(lái)源（土壤碳或凋落物碳）。通過(guò)測(cè)定與碳礦化相關(guān)的胞外酶（β-1,4-葡萄糖苷酶（BG）、酚氧化酶（PHO）和過(guò)氧化物酶（PER）以及磷脂脂肪酸（PLFA）表征的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，通過(guò)機(jī)構(gòu)方程模型來(lái)解釋土壤碳釋放速率對(duì)不同施肥處理的響應(yīng)。
研究表明，氮的添加僅加速了凋落物碳釋放，0~5cm和5~10cm土層凋落物碳釋放量分別增加了42%和6%。磷添加僅抑制了土壤碳的分解，0~5cm和5~10cm土壤碳釋放量分別減少了9%和11%。氮添加增加了土壤中碳的釋放，其原因可能是微生物生物量、真菌與細(xì)菌的比值和碳降解酶活性的提高。然而，添加磷導(dǎo)致微生物特性和碳降解酶活性的相反結(jié)果，與碳的釋放減少相關(guān)。研究表明，長(zhǎng)期氮、磷添加對(duì)凋落物和土壤碳的分解的影響具有選擇性，且這一趨勢(shì)在未來(lái)氮沉降增加的熱帶森林中可能更為顯著。
該研究結(jié)果表明，在未來(lái)的碳中和策略中，應(yīng)考慮氣候變化下凋落物和土壤碳分解的不同模式。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155049
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