森林恢复激活生物级联，缓解喀斯特生态磷限制

中国科学院亚热带农业生态研究所环江喀斯特生态系统观测研究站研究员王克林团队在多营养级生物多样性提升土壤磷活化的机制研究上取得新进展，相关成果近日发表于Journal of Advanced Research，该所研究员赵杰为论文通讯作者，助理研究员廖雄辉为第一作者。

亚热带地区农田和森林生态系统磷限制严重，不利于农业可持续发展和森林生态系统结构与功能的稳定。植物和解磷细菌是土壤磷活化的关键驱动者，其磷活化能力受气候因子、土地利用类型、岩性特征以及高营养级生物的影响。前人研究主要聚焦于单一非生物或生物因子对土壤磷有效性的影响，尚未系统阐明不同水热与岩性条件下多营养级生物对磷限制的适应机制。

该研究团队在中国西南亚热带地区建立了一个不同岩性（喀斯特区为碳酸盐岩，非喀斯特区为碎屑岩）的南北样带，探究耕地向森林演替过程中，多营养级生物多样性和多营养级相互作用如何影响土壤磷活化功能。

研究发现，无论是喀斯特农田还是非喀斯特农田，长期施肥增加了土壤中等活性和稳定磷组分的积累，削弱了生物磷活化能力；耕地转变为森林后，喀斯特土壤活性磷组分增加了43.8%，中等活性磷和稳定磷组分分别减少了79.1%和36.6%，而非喀斯特土壤中等活性磷和稳定磷组分分别减少了62.6%和34.8%；喀斯特区多营养级生物多样性和磷活化能力高于非喀斯特区；温度升高会增强多营养级生物对森林土壤磷活化能力的正向级联调控。

喀斯特区农田与人工林区。受访团队 供图

同时，喀斯特森林恢复重建通过增强解磷细菌-菌根植物-线虫的级联关系，促进土壤磷生物活化-吸收的协同提升，降低高钙/镁环境下的磷沉淀固定作用，从而缓解了磷限制。然而，喀斯特生态系统脆弱，耕作等人为干扰极易造成物种丧失并削弱多营养级生物间相互依存的关系。这提示农田磷素管理应减少磷肥投入，增强土壤残留磷的生物活化，遵循“促活化，增吸收”的绿色可持续发展理念。

据介绍，该成果对缓解喀斯特生态系统磷限制、促进植被可持续恢复具有重要参考价值。