近日，中國(guó)科學(xué)院華南植物園恢復(fù)生態(tài)學(xué)團(tuán)隊(duì)在熱帶造林碳匯研究方面取得重要進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)，在熱帶退化海岸臺(tái)地進(jìn)行多樹種混交造林比單一樹種人工林能更有效地促進(jìn)土壤有機(jī)碳的積累，而土壤中磷元素的活化與可利用性提升是這一過(guò)程的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。

1. 不同造林方式下土壤有機(jī)碳(SOC，a)、微生物殘?bào)w碳(MRC，b)、鋁/鐵結(jié)合態(tài)有機(jī)碳(Al/Fe-SOC，c)、木質(zhì)素與酚類相對(duì)豐度(d)、MRC占SOC比例(e)及Al/Fe-SOC占SOC比例(f)。樣地類型包括：裸地(BL)、桉樹人工林(EP)、次生混交林(SF)和天然林(NF)。

研究團(tuán)隊(duì)基于小良熱帶海岸生態(tài)系統(tǒng)定位研究站長(zhǎng)達(dá)60年的植被恢復(fù)序列，選取——裸地、桉樹純林、混交次生林和天然林四種典型植被類型，系統(tǒng)比較了其土壤有機(jī)碳、養(yǎng)分含量、微生物特性及碳組分構(gòu)成。結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)60年的恢復(fù)，混交林的土壤有機(jī)碳含量比裸地提高了68.2%，而桉樹純林僅提高36.5%，顯示出多物種森林在碳積累方面的顯著優(yōu)勢(shì)。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，混交林中土壤磷的有效性顯著高于純林，表現(xiàn)為更高的有效磷含量和更低的磷單酯/二酯比值，表明其磷循環(huán)更為活躍。同時(shí)，混交林中的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)也發(fā)生了明顯變化，叢枝菌根真菌比例上升，微生物對(duì)磷的需求增強(qiáng)，進(jìn)而通過(guò)分泌酸性磷酸酶等機(jī)制促進(jìn)土壤中磷的活化。

2. 桉樹人工林(EP)與混交次生林(SF)土壤剖面中磷庫(kù)結(jié)構(gòu)：脂肪族指數(shù)(a)、難分解性指數(shù)(b)、正磷酸鹽磷在總磷中的占比(c)及單酯磷與雙酯磷比值(d)。

研究還指出，混交林中植物與微生物之間的相互作用更為密切，植物通過(guò)根系分泌物和菌根網(wǎng)絡(luò)促進(jìn)磷的遷移與利用，而微生物則通過(guò)提高碳利用效率和促進(jìn)微生物殘?bào)w碳的積累，共同推動(dòng)土壤有機(jī)碳的形成與穩(wěn)定。

3. 混交林通過(guò)增強(qiáng)磷有效性與調(diào)控微生物群落促進(jìn)土壤碳積累的機(jī)制。

該研究系統(tǒng)闡明了熱帶海岸臺(tái)地造林過(guò)程中“樹種多樣性—土壤磷有效性—微生物過(guò)程—土壤碳積累”之間的聯(lián)動(dòng)機(jī)制，強(qiáng)調(diào)了在熱帶退化地區(qū)造林時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇多樹種混合配置，并重視土壤磷素的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與管理。研究人員建議，未來(lái)熱帶森林恢復(fù)項(xiàng)目應(yīng)注重樹種搭配，尤其是引入具有固氮能力的樹種，以增強(qiáng)土壤養(yǎng)分循環(huán)，激活微生物群落，從而實(shí)現(xiàn)更高效、更持續(xù)的土壤碳匯增匯與生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)目標(biāo)。這項(xiàng)研究不僅深化了對(duì)熱帶森林碳—磷耦合機(jī)制的理解，也為全球氣候變化背景下的森林管理與生態(tài)修復(fù)提供了實(shí)踐路徑。

相關(guān)研究成果以“Accelerated soil carbon accumulation in an afforested multispecies forest compared with a monoculture driven by larger soil phosphorus mobilization”為題發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Journal of Environmental Management(《環(huán)境管理雜志》)上，中國(guó)科學(xué)院華南植物園鶴山站助理研究員李悅為論文第一作者，劉占鋒研究員為通訊作者。研究獲得了廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究旗艦項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金等資助。