常绿阔叶林物种多样性对土壤磷养分可利用性的影响

Phosphorus is an important limiting factor for plant growth in tropical and subtropical forest. The niche differentiation of phosphorus utilization may exist in species rich forests, because of the polymorphism of phosphorus forms in the soil and the diversity of phosphorus uptake in plant roots. Based on this hypothesis, it is expected that species richness may affect the availability of phosphorus in soil. However, it is unclear whether species diversity can increase the proportion of available soil phosphorus in species rich forests and whether the maintenance of soil fertility is the ecosystem service in evergreen broad-leaved forest. The project will be conducted in 24ha forest plot in Gutianshan and the comparative study plots of BEF China. We will study the effects of species diversity and interspecific interactions on phosphorus availability in soil, while design the experiments to test the niche differentiation of phosphorus utilization. The results of project can answer the relationship between species diversity and phosphorus nutrient availability in soil, while explore the mechanism of phosphorus preservation and deficiency in evergreen broad-leaved forest. The achievement of this project can provide the theoretical support for the conservation of evergreen broad-leaved forests and the managements of plantations in Chinese subtropical area.

磷是热带亚热带地区植物生长的重要限制因子。由于土壤中磷的多态性以及植物吸收和利用磷的物种特异性，物种丰富的森林内物种间可能存在磷利用生态位分化。基于这个假设，可以预测不同的物种多样性水平可能会影响土壤磷的可用性，但在物种丰富的森林，目前还不清楚物种多样性是否能够增加土壤中有效磷的比例，以及土壤肥力保持是否是常绿阔叶林内物种多样性的生态服务功能之一。本项目拟以浙江古田山24公顷固定监测大样地和中欧生物多样性与生态系统功能实验（BEF-China）为平台，研究常绿阔叶林内物种多样性及种间相互作用对土壤磷可用性的影响，同时设计控制实验检验物种间磷资源利用生态位分化。通过本项目可以回答物种丰富的亚热带森林内树种多样性与土壤磷养分供应之间关系，了解常绿阔叶林土壤肥力保持和应对磷缺乏的机制，为我国亚热带地区常绿阔叶林保护和人工林种植经营提供理论支持。

磷是热带亚热带地区植物生长的重要限制因子。常绿阔叶林是我国亚热带地带性植被类型，也是我国分布最广、面积最广、类型最为复杂多样的植被类型。研究常绿阔叶林内树种多样性对磷可用性的影响 ，了解常绿阔叶林土壤肥力保持和应对磷缺乏的机制，可以为我国亚热带地区常绿阔叶林保护和人工林种植经营提供理论支持。. 由于土壤中磷的多态性以及植物吸收和利用磷的物种特异性，物种丰富的森林内物种间可能存在磷利用生态位分化。基于这个假设，可以预测有效磷的成分可以促进物种多样性的维持。为了验证这个假设，本项目以浙江古田山24 公顷固定监测大样地为研究对象，采用空间自回归（Spatial simultaneous autoregressive error model）模型，分析在不同尺度下（10m x10m, 20m x20m, 40m x40m, 50m x50m) 土壤磷土壤总磷、有效磷和可利用态磷的比例与树种多样性（物种丰富度，Shannon 多样性，Simpson多样性）关系。. 研究结果表明：在考虑空间自相关的条件下，土壤总磷、有效磷和可利用态磷的比例与样方树种多样性关系呈现正相关，即物种多样性越高，可利用态磷的比例增加，很好验证我们提出“土壤可利用态磷的比例随树种多样性增加而增加”的假设。. 本项目的研究回答物种丰富的亚热带常绿阔叶林内树种多样性与土壤磷养分供应之间正相关关系，了解常绿阔叶林土壤肥力保持和应对磷缺乏的机制，为我国亚热带地区常绿阔叶林保护和人工林种植管理提供科学依据。