植物入侵影響熱帶珊瑚島土壤碳庫機制獲揭示

中國科學院華南植物園恢復生態學團隊在國家重點研發計劃項目和國家自然科學基金項目等資助下，以我國西沙群島的熱帶珊瑚島為對象，研究揭示了植物入侵影響熱帶珊瑚島土壤碳庫機制。相關成果近日發表于《生物多樣性》（Biological Diversity）。

外來植物入侵對熱帶珊瑚島嶼土壤有機碳和無機碳庫的影響。研究團隊供圖

論文第一作者、中國科學院華南植物園博士后李騰騰表示，土壤碳庫包括有機碳庫和無機碳庫兩部分。由于有機碳周轉時間相對較短、對環境變化更為敏感、調控潛力大，相關研究多關注土壤有機碳。這導致土壤無機碳在堿性環境中的穩定性強和周轉時間長的作用往往被忽視。

土壤有機碳和無機碳可以相互轉化，相互影響，土壤無機碳的積累過程同樣對陸地碳循環乃至全球碳平衡至關重要。在熱帶珊瑚島生態系統中，土壤富含大量無機碳。外來植物入侵導致本地植物群落生物量減少，降低植物源有機碳的輸入，這為研究外來植物入侵如何影響土壤有機碳和無機碳的動態變化提供了獨特的機會。

盡管植物入侵已被證明會對土壤碳輸入和輸出產生深遠影響，但其對土壤有機碳與無機碳的相互作用尚缺乏清晰認識。因此，理解植物入侵影響土壤有機碳-無機碳平衡的內在機制，對于熱帶珊瑚島生態系統保護與恢復具有重要的科學意義。

研究人員以我國西沙群島的熱帶珊瑚島為對象，研究了無根藤、飛機草和孿花蟛蜞菊等3種入侵植物對土壤有機碳庫和無機碳庫的影響。研究發現：外來植物入侵顯著降低了本地植被地上和地下生物量，但土壤總碳儲量并未顯著變化，主要由于土壤無機碳的增加在一定程度上抵消了土壤有機碳的減少。

此外，外來植物入侵降低了微生物源碳（氨基糖和球囊霉素相關土壤蛋白）的濃度，但這些微生物源碳對土壤有機碳的貢獻在濕季會有所增加；植物入侵對土壤碳庫的影響受入侵植物物種和采樣季節的共同調控，土壤總氮和總磷含量是關鍵影響因素。

“該研究結果為熱帶海島為應對外來植物入侵和保護修復提供了新的科學依據。”論文通訊作者、中國科學院華南植物園研究員劉占鋒表示，該研究闡明了外來植物入侵影響土壤碳庫的機制，土壤無機碳的增加雖能部分抵消土壤有機碳的損失，但土壤有機碳的多功能性卻是無機碳無法替代的，尤其是在養分循環和水分保持方面。

據介紹，未來研究需要進一步監測不同環境條件下土壤有機碳和無機碳的長期變化動態，深入理解植物-微生物相互作用對土壤碳固存的影響，進而為熱帶島嶼保護、恢復與管理提供科技支撐。

相關論文信息：https://doi.org/10.1002/bod2.12024