华南植物园对热带森林的养分添加研究取得系列进展

热带森林生态系统一般被认为是富氮缺磷的系统，养分有效性极大的影响了系统内部的土壤生态过程，包括土壤微生物群落结构，土壤食物网结构以及碳氮循环过程等。自2010年起，王法明博士等在李志安站长的指导下，在小良站（小良热带海岸带退化生态系统恢复与重建定位研究站）热带次生林建立了多因子的养分添加实验对以上生态系统过程进行研究。近期，基于该实验的3篇研究成果分别被国际主流学术刊物接受发表。

华南植物园博士研究生李健与王法明助理研究员等对养分添加后的土壤微生物群落结构进行了持续的观测研究。该研究发现，加氮对土壤的微生物生物量影响不大，而加磷显著提高了各微生物类群的生物量。而且加磷后土壤真菌的生物量增加更快，导致真菌细菌比显著升高。这一群落结构的变化会进一步改变土壤食物网结构以及土壤碳氮循环。该项研究目前已经在线发表在土壤学主流刊物Biology and Fertility of Soils（Li et al. 2014, DOI 10.1007/s00374-014-0964-1）。

根据以上研究结果，原小良站研究生赵杰博士与王法明等在李志安站长和傅声雷研究员的指导下进一步对土壤线虫食物网的结构进行了研究。结果发现土壤线虫属（genera）的多样性对养分添加并不敏感。加磷显著降低了总线虫的密度和捕食性线虫的密度，而加氮对其影响不显著。而且加磷导致土壤食物网结构的复杂性减少和食物网层级降低，减少了土壤线虫对碳的利用度，导致其碳分解更趋向于真菌途径。这一结果与之前的土壤微生物群落结构的研究相互印证，表明热带森林的磷素添加会导致土壤碳分解途径的变化，真菌的作用会增加，从而加速难分解碳的释放。目前该研究的主要成果以及发表在土壤学主流刊物Soil Biology and Biochemistry（Zhao et al, 2014. 75: 1-10）。

同时，王法明博士在李志安研究员的指导下，对土壤温室气体N2O排放进行了持续观测。结果发现，加氮显著增加了39% N2O的年平均排放量，而加磷对其影响不显著。但是氮磷同时添加却增加了60%的排放量。而且在生长季该效应更加显著（增加了78%）。这一结果表明，在大气氮沉降持续增加的背景下，热带森林的N2O排放量会持续增加。而且，如果解除其磷限制，由于土壤微生物活动的增强，会进一步刺激土壤N2O的排放，加速全球变暖。目前该结果已发表在多学科学术期刊Scientific Reports（Wang et al, 2014, 4 : 5615）。

图1.小良站热带次生林长期实验观测样地

图2.实验样地现场

图3. 养分添加对土壤氧化亚氮释放的影响路径