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热带稀树草原的生态遗留效应:木本层对土壤化学长期变化的响应
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月22日 来源:Oecologia 2.4
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来自巴西的研究人员通过长期施肥实验,探究了营养添加(N、P、NP)和石灰改良(liming)对热带稀树草原木本植物物种组成及功能多样性的遗留影响。研究发现,即使停止施肥5年后,土壤pH和养分含量仍显著改变,其中NP添加和石灰处理导致物种多样性下降,并加剧了磷限制(P limitation)和pH的调控作用。该研究揭示了土壤化学变化对生态系统功能的长期威胁,为退化生态系统的恢复提供了关键依据。
营养有效性(nutrient availability)和土壤酸碱度(pH)是驱动生态系统功能的核心因素,其变化可能引发难以逆转的生态遗留效应(ecological legacies)。在巴西热带稀树草原(tropical savanna)中,植物群落长期适应贫营养(nutrient-poor)和酸性土壤环境,而人为干预导致的土壤化学变化正深刻重塑植被结构。
一项跨越五年的长期实验揭示了施肥终止后的持续影响:尽管营养添加(N、P、N+P)和石灰处理(liming)已停止,土壤pH和养分含量仍显著偏离对照组——石灰处理区保持更高pH,而营养添加区反而呈现酸化趋势。值得注意的是,氮磷联合添加(NP)和石灰处理显著改变了物种组成,导致少数优势种(dominant species)占据生态位,同时物种多样性普遍下降(仅单一氮添加处理例外)。这一现象印证了磷限制(P limitation)和土壤pH在该生态系统中的主导作用。
更令人担忧的是,石灰处理遗留的碱性环境直接降低了分类多样性(taxonomic diversity)和功能多样性(functional diversity),其通过影响植物养分利用性状(如叶片氮磷比)重塑了群落功能格局。研究表明,热带稀树草原一旦经历营养富集(nutrient enrichment),其恢复可能需要数十年,部分系统甚至可能永久偏离原始状态。这些发现为理解土壤-植被互作机制提供了新视角,同时警示人为干预对脆弱生态系统的长期风险。
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