磷的有效供給是生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育和穩(wěn)定的必要條件,因而成土早期磷的生物地球化學(xué)循環(huán)機(jī)理對(duì)裸地植被恢復(fù)工程具有重要意義。在國(guó)家自然科學(xué)基金(412資助下,成都山地所吳艷宏研究團(tuán)隊(duì)基于貢嘎山東坡海螺溝冰川退縮跡地,揭示了不同植被演替階段和土層中土壤磷的生物有效性和礦化強(qiáng)度,分析了有機(jī)磷礦化過(guò)程的影響因素,初步闡明了早期成土過(guò)程中土壤有機(jī)磷的礦化機(jī)理。
研究發(fā)現(xiàn),退縮跡地土壤中有機(jī)磷的礦化速率主要受有機(jī)碳的礦化速率影響,而與磷的生物有效性相關(guān)性較差;在碳的礦化速率較高時(shí),磷酸根在微生物細(xì)胞內(nèi)發(fā)生積累(微生物量碳比磷計(jì)量比低至8:1),表明磷酸根可能作為有機(jī)碳礦化的副產(chǎn)物釋放出來(lái);生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育早期(2-125年),土壤有機(jī)磷和有機(jī)碳按計(jì)量比同步積累。這些證據(jù)表明土壤發(fā)育早期,微生物對(duì)碳的需求可能是驅(qū)動(dòng)土壤有機(jī)磷礦化的主要機(jī)制。因?yàn)榘l(fā)育早期植被快速演替過(guò)程中有較大的磷需求并可能受磷限制,碳需求驅(qū)動(dòng)的有機(jī)磷礦化對(duì)演替早期植被的磷養(yǎng)分獲取意義重大。
以上研究結(jié)果有助于認(rèn)識(shí)成土早期磷的生物地球化學(xué)循環(huán)機(jī)理,可用于指導(dǎo)裸地植被恢復(fù)和早期生態(tài)系統(tǒng)的管理。
研究成果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Biology and Fertility of Soils上。
成土早期土壤有機(jī)磷礦化機(jī)理概念圖
土壤有機(jī)碳礦化對(duì)有機(jī)磷礦化的影響