永久冻土突然融化时土壤磷循环加速

《Nature Climate Change》：Accelerated soil phosphorus cycling upon abrupt permafrost thaw

　　土壤磷循环对青藏高原永久冻土融化响应及机制研究

　　

摘要

永久冻土的融化会刺激土壤中碳的释放，从而引发正面的碳-气候反馈效应，这一过程可能受到土壤中磷（P）可用性变化的影响。然而，土壤磷循环对永久冻土融化的响应机制以及其中涉及的生物和非生物因素仍知之甚少。我们通过在中国青藏高原沿永久冻土带进行的大规模采样研究，并结合³¹P核磁共振光谱技术、³³P标记技术和宏基因组测序方法，探讨了土壤磷循环在永久冻土突然融化时的变化情况。研究发现，在永久冻土融化的区域，表层土壤（0–15厘米）中总磷（P_i）的移动速度比未发生融化的地区快50%，这与该区域微生物参与磷循环的基因数量较多有关。同时，由于总磷含量的增加、植物吸收磷的能力提升以及永久冻土融化后微生物与植物之间的竞争减弱，植物的磷吸收量增加了71%。这些结果表明，永久冻土的突然融化会加速土壤磷循环，进而可能影响永久冻土中的碳-气候反馈过程。