贵州大学马尾松团队在氮磷调控凋落叶分解机制方面取得系列进展

     近一个世纪的证据表明，全球氮磷沉降正以人类历史上前所未有的速度增加。尤其在人类活动频繁的热带和亚热带地区氮磷沉降量更高。这很可能会影响该地区生物地球化学循环过程。全球森林凋落叶储存了大约2830 Tg C，其分解过程介导的碳及养分归还过程是森林地表物质循环的关键环节，对于维持林地生产力和调节森林碳周转过程具有十分重要的作用。为了准确预测氮磷沉降升高背景下森林地表碳循环过程，亟待深入研究氮磷添加是否以及如何影响森林凋落叶分解。

     贵州大学贵州省森林资源与环境研究中心铁烈华副教授课题组与四川农业大学、巴塞罗那自治大学等国内外多家研究机构合作在国际知名期刊《Science of the Total Environment》（一区TOP）上连续三年分别发表题为“Phosphorus addition reverses the negative effect of nitrogen addition on soil arthropods during litter decomposition in a subtropical forest”（2021年，IF = 8.0）、The amounts and ratio of nitrogen and phosphorus addition drive the rate of litter decomposition in a subtropical forest”（2022年，IF = 10.8）和“N and P combined addition accelerates the release of litter C, N, and most metal nutrients in a N-rich subtropical forest”（2023年，IF = 9.8）的研究论文，详细阐述了氮磷添加影响亚热带常绿阔叶林凋落叶分解的生物学机制。

   该系列研究以亚热带常绿阔叶林为研究对象，进行了为期2年的模拟氮磷沉降。采用凋落物分解袋法，研究了氮磷添加对凋落叶质量损失、养分释放、难降解碳组分降解和凋落叶分解过程中土壤动物群落、微生物量和酶活性等的影响，并解析了氮磷添加影响凋落叶分解的生物化学途径。研究结果表明：（1）单独添加氮加剧了土壤酸化和凋落叶分解过程中磷限制，并通过降低凋落叶分解过程中土壤动物多样性、微生物生物量碳和氮含量及纤维素酶活性，从而抑制了凋落叶分解。（2）单独添加磷缓解了凋落叶分解过程中磷限制，但加剧了土壤酸化，并通过降低微生物生物量碳和氮含量及纤维素酶活性进而抑制了凋落叶分解。（3）氮磷共同添加缓解了土壤酸化和凋落叶分解过程中磷限制，并通过增加微生物生物量碳和氮、纤维素酶活性、酸性磷酸酶活性、蔗糖酶活性以及土壤动物个体数进而促进了凋落叶分解。总体来说，氮磷共同添加通过增加土壤动物、微生物和酶活性，从而加速了亚热带常绿阔叶林凋落叶质量损失以及碳、氮和大多数金属元素的释放，这支持了“凋落叶化学计量分解”假说。

    该系列研究明晰了凋落叶分解过程中土壤节肢动物、微生物和酶对质量损失、碳组分降解和养分释放的贡献，探讨了氮磷添加调控凋落叶分解的生物化学途径。不仅如此，该系列研究还通过养分添加的方式直接证实了“凋落物化学计量分解”假说这一凋落叶生物分解领域长期争议的话题。