磷是一种不可再生和不可替代的资源，是森林生态系统净初级生产力主要的限制元素之一。次生演替是恢复生态系统生产力的有效途径。次生演替过程中植被、土壤扰动、气候和母质会强烈影响土壤磷含量和有效性。一方面，次生演替改变了地上植物群落，进而将土壤中的微生物群落从丛枝菌根真菌(AMF)转变为外生菌根真菌(EMF)；或增加溶磷菌的丰度和酸性磷酸酶的释放，进而加强有机磷的矿化。另一方面，土壤pH、土壤有机质和矿物离子的变化直接影响演替过程中的土壤磷含量。然而，在高海拔亚高山区域，土壤理化性质和微生物群落是如何沿演替梯度调节土壤磷含量，目前尚不清楚。为提高亚高山森林恢复过程中的生产力等生态系统服务功能，以及了解亚高山次生演替过程中土壤磷的有效性及其控制因素，有必要对不同土壤磷组分的动态进行研究。 

为解决上述科学问题，中国科学院成都生物研究所地表过程与生态系统管理项目组联合培养硕士生张卓婷（已毕业）等人在庞学勇研究员和赵春章教授联合指导下，选取川西亚高山次生演替过程中草地、灌丛、次生林和原始林的完整演替序列，采用Hedley磷分级方法，测定亚高山次生演替过程中土壤不同磷组分含量，揭示土壤Hedley磷库的变化，结合演替过程中土壤微生物群落和理化性质等，阐明西南亚高山次生演替中土壤磷组分动态及影响机制。结果发现：（1）土壤磷组分随次生演替发生显著变化。如，活性无机磷（即Resin-Pi和NaHCO₃-Pi）在演替后期比演替早期含量更高（分别增加93.5%和63.1%）；而中等活性有机磷和惰性有机磷在演替后期含量降低（分别降低23.6%和30.9%）。（2）在四个演替阶段，土壤无机磷和有机磷与微生物和土壤理化性质密切相关。土壤生物和化学过程都有助于在演替中期和后期通过土壤有机磷矿化作用恢复土壤无机磷（尤其是Resin-Pi和NaHCO₃-Pi）。具体而言，较高的EMF相对丰度和土壤有机质含量可以有效促进演替中后期的有机磷矿化和无机磷吸附。（3）与土壤发育和原生演替不同，亚高山次生演替并不总是会降低磷的有效性。这些结果从土壤磷有效性及调控的角度为西南亚高山森林恢复和生态功能提升提供了科技支撑。 

本研究得到国家自然科学基金项目和四川省科技项目等资助。近日以“Linking soil phosphorus fractions to abiotic factors and the microbial community during subalpine secondary succession: Implications for soil phosphorus availability”为题发表于Catena期刊。 

图1 Hedley磷分级实验流程 

图2不同演替阶段真菌门水平相对丰度 

图3 不同演替阶段不同磷组分占比 

图4 次生演替过程中土壤磷组分与环境因子相关性分析 

图5 次生演替过程中环境因子影响磷组分的偏最小二乘路径分析 

图6次生演替不同阶段磷组分与细菌相关性网络 

图7 次生演替不同阶段磷组分与真菌相关性网络 

图8 次生演替过程中土壤磷循环概念图