热带森林中，土壤碳和磷对养分添加的不同化学响应受功能性碳库的调控

《Plant and Soil》：Divergent chemical responses of soil carbon and phosphorus to nutrient addition mediated by functional carbon pools in tropical forests

长期氮磷添加对热带森林土壤C-P耦合的影响研究。通过13C固体和31P溶液核磁共振分析，发现磷添加显著增加土壤总磷和无机磷，特别是团聚有机质中的磷，但矿物结合有机质磷未变化。研究揭示了磷添加通过功能碳组分调控C-P相互作用，挑战了P限制制约热带土壤C固存的常规认知。

　　

摘要

背景与目的

人类活动导致的氮（N）和磷（P）沉积量不断增加，加剧了全球生物地球化学循环的失衡。然而，由于氮和磷与土壤碳（C）之间的复杂物理和生化相互作用，这种沉积对土壤碳和磷之间联系的影响仍知之甚少。

方法

我们在一个热带沿海森林中，研究了在施加氮和磷12年后，土壤整体以及土壤有机碳（SOC）组分（颗粒有机质（POM）和矿物相关有机质（MAOM）中碳和磷的浓度及其化学性质（使用¹³C固态和³¹P溶液核磁共振光谱技术进行测定）。

结果

营养物质的添加并未显著改变SOC的浓度、碳组分或化学组成。然而，磷的添加显著增加了土壤中的总磷和无机磷含量，尤其是在POM中，而在MAOM中则没有这种变化。关键的是，磷的添加通过不同的土壤功能碳组分介导了土壤中碳和磷库的差异性响应。这一发现也挑战了目前普遍认为的“磷限制会制约高度风化的热带土壤中碳封存”的观点。

结论

我们的研究结果揭示了长期营养沉积如何破坏土壤中的碳-磷相互作用，这对预测热带森林中土壤碳的稳定性具有重要的意义。这些发现呼吁在持续遭受磷沉积影响的地区采取针对具体情况的养分管理措施。