隨著全球森林土壤酸化加劇，熱帶亞熱帶森林植物磷限制日益嚴峻，最先受到磷限制而退出生態(tài)系統(tǒng)的是喬木還是草本目前尚不明確。中國科學院華南植物園鼎湖山站團隊依托長期酸雨模擬實驗（pH分別為4.0、3.5、3.0），系統(tǒng)研究了南亞熱帶森林中喬木層和草本層的磷動態(tài)及其根際土壤磷轉化過程（圖1）。研究發(fā)現(xiàn)，長期模擬酸雨導致喬木植物根際土壤無機磷減少，喬木植物的葉片、凋落物和根系磷含量及氮磷重吸收效率比值均保持穩(wěn)定；而草本植物根際土壤無機和有機磷同步下降，草本植物葉片和凋落物磷含量也顯著下降（圖2）。進一步分析表明，喬木植物根際土壤磷組分受土壤理化性質調控更強，而草本植物則更多依賴微生物群落的驅動作用（圖3）。喬木植物通過消耗土壤無機磷維持磷穩(wěn)態(tài)，草本植物則通過生物礦化土壤有機磷部分滿足需求。這一差異揭示了喬木層比草本層在應對土壤酸化及其誘發(fā)的磷缺乏能力更強。
該研究首次闡明了南亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)酸性土壤中磷限制對喬木和草本植物的差異化影響，并強調喬木植物在磷缺乏環(huán)境下具有更高的生態(tài)恢復力，為預測土壤深度酸化背景下森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適應性提供了科學依據(jù)。
相關成果以”Trees show higher resilience than herbs under phosphorus deficit induced by 12-year simulated acid rain”為題，近期發(fā)表在美國生態(tài)學會會刊Ecology（《生態(tài)》）（論文鏈接：https://doi.org/10.1002/ecy.70071）。論文同時以“Photo Gallery”形式在美國生態(tài)學會簡報The Bulletin of the Ecological Society of America上發(fā)布（論文鏈接：http://doi.org/10.1002/bes2.70015）。中國科學院華南植物園鼎湖山站博士后余光燦和鄭棉海研究員為論文共同第一作者，閆俊華研究員為通訊作者。該研究獲得國家自然科學基金重點項目、廣東省基礎與應用基礎研究重大項目和青年基金項目、中國科學院青年創(chuàng)新促進會、中國博士后科學基金等項目的支持。
圖1.長期模擬酸雨對喬木（a）和草本（b）磷動態(tài)的影響示意圖
圖2.長期模擬酸雨對植物主要器官及根際土壤磷水平的影響
圖3.鐵鋁氧化物、微生物群落及其他土壤理化性質對土壤磷轉化的影響（a）；（b，c，d）圖為（a）圖中部分路徑系數(shù)
附件下載：