原始森林被單一物種的人工種植園所取代是熱帶地區(qū)普遍存在的現(xiàn)象。近年來，針對荒廢農(nóng)地的森林恢復工作引起了廣泛關注。在熱帶缺磷的土壤背景下，磷的生物有效性是制約生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力和服務功能的重要因素。然而，熱帶森林恢復對土壤磷循環(huán)的具體影響過程及土壤生物有效磷的關鍵預測因子目前尚待明確和深入研究。

中國科學院西雙版納熱帶植物園(以下簡稱“版納植物園”)博士研究生鄒鑫，在導師劉文杰研究員、Buchmann Nina教授(蘇黎世聯(lián)邦理工大學，瑞士)的指導下，針對我國西南熱帶地區(qū)的土地利用變化背景，選取單一種植園、基于農(nóng)田再生的次生林、基于橡膠園再生的次生林和原始熱帶雨林為研究對象，深入分析了土地利用變化對植物群落特征、土壤磷動態(tài)以及土壤理化性質(zhì)的影響，解析了土壤有效磷的關鍵預測因子。研究發(fā)現(xiàn)：原始熱帶雨林轉(zhuǎn)變?yōu)閱我环N植園后，樹種多樣性顯著降低，表層土壤總磷、有效磷、微生物量磷以及酸性磷酸酶活性均發(fā)生下降。相比之下，農(nóng)田和橡膠園再生的次生林則顯著提高了樹種多樣性、改善了土壤理化性質(zhì)，并通過增加土壤有機碳、微生物量磷和磷酸酶活性提高了土壤的有效磷含量。隨機森林模型預測結果顯示，土壤有機碳、微生物量磷和細根生物量是預測土壤有效磷的關鍵因子。值得關注的是，土壤碳-磷比在旱季對土壤有效磷的影響更為突出，而酸性磷酸酶活性則在雨季的影響更為重要。此外，植物細根和豆科樹種對土壤磷循環(huán)具有積極影響，尤其對表層土壤的作用更為顯著。因此，研究指出：在熱帶地區(qū)構建富含豆科植物、物種多樣的群落，并確保有機物質(zhì)輸入，將有助于維持土壤磷資源的可持續(xù)性。研究結果為決策者權衡生態(tài)恢復與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，提供了相關理論指導和實踐依據(jù)。

相關結果以Tropical forest restorationpromotes soil phosphorus bioavailability in SW China: Processes and predictors為題，發(fā)表在期刊Agriculture,Ecosystems & Environment上。該研究得到了國家自然科學基金、云南省基礎研究計劃-重點項目、國家留學基金-聯(lián)培博士項目等資助。感謝版納植物園公共技術服務中心、版納生態(tài)站的鼎力支持和幫助。

土地利用變化背景下熱帶森林的土壤磷循環(huán)過程