土一水界面磷的穩(wěn)定性與生物有效性對水體富營養(yǎng)化的影響

金晶 高揚 王洋 李艷華 齊長青 洪慧蘭 羅彬 鄭中華

摘要：指出了磷（P）作為生物地球化學(xué)循環(huán)的關(guān)鍵生源要素之一，其在生態(tài)系統(tǒng)中的穩(wěn)定性和生物有效性與土壤生產(chǎn)力和水體富營養(yǎng)化密切相關(guān)。系統(tǒng)闡述了P在自然界中的形態(tài)與環(huán)境行為，分析了P在土壤中的穩(wěn)定性及遷移轉(zhuǎn)化，并重點探討了土壤pH值、外源性C輸入及酸沉降對土壤P穩(wěn)定性的影響;同時進(jìn)一步研究了進(jìn)入水體中P的穩(wěn)定性和生物有效性，闡明了生物可利用P、溶解態(tài)磷酸酶在水體富營養(yǎng)化中的作用。并對我國現(xiàn)階段P水體富營養(yǎng)化標(biāo)準(zhǔn)及分析方法提出了展望，未來應(yīng)加強(qiáng)水體生物可利用P標(biāo)準(zhǔn)以及濕地生態(tài)系統(tǒng)P循環(huán)的研究，進(jìn)一步提高森林土壤的供P潛力。

關(guān)鍵詞：磷;生物可利用磷;生物地球化學(xué)循環(huán);磷酸酶;水體富營養(yǎng)化

中圖分類號：X522

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）4-0060-06

1 引言

土壤侵蝕導(dǎo)致P的流失和土壤生產(chǎn)力下降，并且隨地表徑流匯人各種水體，是控制浮游植物和藻類生長以及水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵因子[1-4]。自然界中P主要以PO^3- ₄的三價形態(tài)被大量固定在土壤中且移動性能差，而植物從土壤中吸收的P主要是初級磷酸（H2P04）和次級磷酸（HPO^2- ₄）的形態(tài)，因此土壤中普遍缺少植物可利用的P[5，6]。提高土壤無機(jī)態(tài)P的生物可利用性，需要提高礦物態(tài)P的活化作用，增強(qiáng)吸附態(tài)P的交換解吸以及增加水溶態(tài)P的含量才能充分發(fā)揮土壤自身供P潛力。有機(jī)形態(tài)P在土壤中的含量變幅比較大，主要是一些植物和微生物殘骸、核酸類及磷脂類的有機(jī)態(tài)P。有機(jī)態(tài)P主要通過礦化作用以及植物根系作用轉(zhuǎn)化為可供植物利用的無機(jī)態(tài)P。P在土壤中的生物可利用性和環(huán)境行為對土壤生產(chǎn)力的發(fā)展起著關(guān)鍵限制作用。P在土壤中的化學(xué)行為主要是吸附和解吸以及沉淀和溶解。

目前國內(nèi)外對P在水一土界面的遷移轉(zhuǎn)化途徑、影響機(jī)制及其水環(huán)境效應(yīng)都作了大量報道[2，3，7～12]，但對生態(tài)系統(tǒng)P穩(wěn)定性與生物可利用性及其對水體富營養(yǎng)化的影響尚未有系統(tǒng)地報道。因此，筆者基于長期對P的生物地球化學(xué)循環(huán)研究，探討P在生態(tài)系統(tǒng)中的穩(wěn)定性及其生物有效性，系統(tǒng)地理解P控制水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵因素，展望我國P生物地球化學(xué)循環(huán)需進(jìn)一步加強(qiáng)的研究，為控制P水體富營養(yǎng)化提供新思路。

2 P生物地球化學(xué)循環(huán)

如圖1所示，P在土壤中的吸附是以靜電吸引為機(jī)制的陰離子交換吸附和配位體交換為機(jī)理的專性吸附，而沉淀則是與鐵、鋁、鈣或與重金屬元素形成磷酸鹽沉淀，其反向過程則為P的釋放過程（包括解吸和溶解）（反應(yīng)式1和2）[13，14]。

式（1）為配位體交換反應(yīng)，式（2）為磷酸鈣化合物的溶解。大量的陰離子進(jìn)入土壤中會大大降低土壤對磷酸根的吸附，增加土壤對P的解吸，而土壤中的酸性離子增加會導(dǎo)致磷酸鹽沉淀發(fā)生酸溶作用，釋放出無機(jī)態(tài)的P[15，16]。土壤中有機(jī)形態(tài)P的含量較低，是一些植物類、核酸類及磷脂類的有機(jī)P，主要通過礦化分解成植物吸收所需要的H2 P04、HPO²₄i以及溶解態(tài)P。P主要以顆粒態(tài)形式遷移，進(jìn)入受納水體沉積下來后，成為水體中P的潛在補(bǔ)給源;但農(nóng)業(yè)土壤P的大量流失，會加速附近水體富營養(yǎng)化的產(chǎn)生[17]。除此之外，極少一部分P會通過大氣沉降方式進(jìn)入土壤和水體，改變生態(tài)系統(tǒng)P生物地球化學(xué)循環(huán)[18，19];動物糞便、森林凋落物、農(nóng)田施肥、農(nóng)戶缺乏處理的化糞池、畜禽廢棄物、生活污水等也會對P生物地球化學(xué)循環(huán)產(chǎn)生影響。

2.1 土壤介質(zhì)中P的穩(wěn)定性與生物有效性

P在土壤中的穩(wěn)定性主要指土壤對P的吸附一解吸、礦化作用和固定過程發(fā)生的對P的生物轉(zhuǎn)化、植物根系對土壤中P的吸收以及P在土壤液相和固相之間發(fā)生的化學(xué)固定與溶解反應(yīng)等[20]。土壤中P的生物有效性是指土壤中可供植物直接吸收利用的P，一般是指水溶性P，水溶性P主要為無機(jī)P，其主要通過磷酸鹽礦物的溶解以及被土壤吸附固定的P的釋放[21]。

2.2 P的吸附一解吸

土壤對無機(jī)磷（IP）的固持主要是以配位體形式為氧化物表面所專性吸附，并可以因外加其它多價含氧酸根或氟離子而解吸[22]。無機(jī)P的吸附量主要與無定形鐵、鋁有關(guān)，而與晶型鐵之間無顯著相關(guān)性[23]。土壤淹水狀態(tài)將導(dǎo)致鐵氧化物被還原溶解，因此被鐵吸附的P溶解性將增加;同時，土壤中P增加將減少S的吸附，而在sol4固持能力高的土壤中，SO^2- ₄的存在會減少磷酸根的吸附，亞硒酸根、砷酸根因為與P和S競爭土壤中的吸附點而加速吸附的P解吸[24～27]。Moharami和Jalall[15]研究中發(fā)現(xiàn)當(dāng)土壤中有效P含量達(dá)到一定程度時就會發(fā)生土壤P的淋溶作用;王建林和陳家坊[13]也證實了磚紅壤和高嶺石中P解吸過程中的臨界濃度分別為12.5μg/mL和4.85 μg/mL。

2.3 P的轉(zhuǎn)化

土壤P的轉(zhuǎn)化有四個過程：有機(jī)磷酸鹽的礦化作用、無機(jī)P的固定作用、無機(jī)磷酸鹽的溶解作用，無機(jī)磷酸鹽的氧化一還原作用[28]。在石灰性土壤中的各形態(tài)無機(jī)磷中，Ca-P化合物是以Ca₁₀ -P占絕對主導(dǎo)，平均占無機(jī)磷總量的70%左右[20]。對于植物根系的有效性而言，Ca₂ -P的有效性要大于Ca₈ -P的有效性，是土壤中潛在的緩效P源[28]。與Ca₁₀ -P相比，F(xiàn)e -P的有效性稍差，屬中等偏下水平[29]。

2.4 P的遷移

土壤中的無機(jī)態(tài)P主要通過地表徑流、淋溶及土壤侵蝕三種途徑進(jìn)行遷移[7]。多數(shù)情況下淋溶作用的P濃度很低，而隨地表徑流及土壤侵蝕流失是土壤中P流失的主要途徑[2]，土壤中的無機(jī)P大量流失會加速水體富營養(yǎng)化[7]。土壤溶液中的無機(jī)P是植物的主要P源，一般含量只有0.1～1 ）μg/g，無機(jī)P的有效性與其在土壤固一液兩相間的遷移轉(zhuǎn)化密切相關(guān)[5]，無機(jī)P隨地表徑流遷移主要影響土壤溶液中的無機(jī)P含量。隨徑流遷移的DP與PP間的比值決定了水體中生物可利用磷的數(shù)量及富營養(yǎng)化的潛能[30]。DP的有效直徑<0.45μm;而PP>0.45 μm，也有<0.45 μm的，它容易被水生植物，尤其是藻類物質(zhì)吸收利用，在水體中主要以正磷酸鹽形式存在，部分以有機(jī)磷形式存在，當(dāng)它與固體或膠體聚合在一起，也不屬于DP[31]。

2.4 土壤P穩(wěn)定性的影響因素

pH值是影響無機(jī)P解吸的一個重要因素，它與土壤無機(jī)P的吸附成負(fù)相關(guān)關(guān)系[32]。土壤中的正磷酸鹽隨著H+濃度增加逐步解離形成三種不同形式的磷酸根：H2 P04、HP0^2- ₄和PO³₄，這三種磷酸根的濃度受溶液中H+的解離程度控制[33，34]。已有研究表明，低分子量的有機(jī)酸可以通過H+的酸溶作用和有機(jī)酸陰離子的絡(luò)合作用活化土壤中難溶性無機(jī)P，使之轉(zhuǎn)化為H。P04和HP0^2-₄[35]。龔松貴等[36]進(jìn)一步研究表明，當(dāng)pH值升高時，有機(jī)酸質(zhì)子濃度下降，其酸效應(yīng)隨之減弱;而有機(jī)酸陰離子濃度上升，其絡(luò)合效應(yīng)隨之增強(qiáng)。Lento等[37]也認(rèn)為有機(jī)酸活化土壤無機(jī)P的能力基本上隨著酸度H+的增強(qiáng)而增大，酸效應(yīng)的作用大于絡(luò)合效應(yīng)的作用。

酸沉降顯著影響土壤粘粒及Fe、Al氧化物表面對無機(jī)P的固持以及微生物活動對礦物質(zhì)無機(jī)P的溶解，這主要是因為酸沉降中的酸性離子在酸溶磷酸鹽沉淀和活化無機(jī)P時起重要作用[38]。無機(jī)P的固定多發(fā)生在富鐵鋁化的酸性土壤中，因其可變電荷會對無機(jī)P產(chǎn)生固定作用，pH值變化明顯影響著鐵礦表面P的配位形式和吸附量[39]。無機(jī)P的固定還與土壤Al活性顯著相關(guān)，活性Al含量越高，固定量越大，無機(jī)P在土壤中的固定導(dǎo)致有效性下降的實質(zhì)是在吸附后進(jìn)行了雙核化和吸收作用[40];除Fe、Al外，Mn對無機(jī)態(tài)P的固定作用也不容忽視[41]。

P易與有機(jī)質(zhì)互相吸附耦合進(jìn)入生物體，P會被轉(zhuǎn)化為植物和微生物難以利用的無效磷;然而，P在還原條件下更容易溶解[42]。由于P和有機(jī)質(zhì)之間的競爭吸附吸附關(guān)系，有機(jī)質(zhì)的減少將顯著提高土壤對P的吸附;相應(yīng)的增加土壤中活性鐵鋁的量，將提高便土壤中P的吸附數(shù)量及吸附強(qiáng)度[43]。

Gao等[44]研究發(fā)現(xiàn)：土壤壤中流中溶解性總有機(jī)碳及碳磷比（C/P）要大于地表徑流，且淋溶效應(yīng)顯著;大量無機(jī)肥或有機(jī)肥的施用將加劇溶解性總有機(jī)碳和P在壤中的流失，這主要由于施肥增加了土壤C、P的競爭吸附或解吸過程，而有機(jī)肥對C壤中流過程的驅(qū)動力要大于P。De - Busk以及劉德燕和宋長春的研究表明：土壤中P輸入與SOC的礦化速率和累積礦化量成正比，同時將加快土壤SOC的周轉(zhuǎn)速率[46，47]。另外，溶解態(tài)SOC不僅是水體中微生物的重要碳源，還能改變不同形態(tài)P的可利用性，從而改變C循環(huán)、能量供給、生產(chǎn)量和富營養(yǎng)狀態(tài);相反，水體中P的增加能促進(jìn)浮游植物的繁盛，增加SOC的產(chǎn)量[45]。

土壤微生物量C/P值可作為衡量微生物礦化土壤有機(jī)物質(zhì)釋放P或從環(huán)境中吸收固持P潛力的一種指標(biāo)[48，49]。李春越等[50]研究表明，微生物量C/P比明顯受土壤有效性P含量的影響，有效磷含量高的土壤其微生物量C/P較低;當(dāng)土壤中施入無機(jī)P肥其微生物量C/P比均顯著降低[51]。孟磊等[52]通過長期定位實驗發(fā)現(xiàn)，以有機(jī)肥或以化肥形式配合施用N、P、K不但可以極大提高土壤生產(chǎn)力，而且有益于增加土壤SOC儲量，有機(jī)肥對土壤SOC含量的提高作用顯著高于化肥。土壤C、P的增加有利于促進(jìn)土壤SOC、P的競爭吸附或解吸，從而提高SOC或P在土壤中的遷移[45]（圖2）。

3 水體中P的穩(wěn)定性及生物有效性

土壤中的P遷移轉(zhuǎn)化進(jìn)入水體，其在水體中不同形態(tài)具有不同的環(huán)境化學(xué)行為和生物有效性，P在水體中的生物可利用性對水體富營養(yǎng)化過程中起著重要的作用，直接影響到水環(huán)境健康[1-3，7]。P在水體中的生物有效性通常就是指生物可利用磷（BAP），其定義主要分為兩種，一種定義為可持續(xù)24 h提供缺P藻類生長利用的無機(jī)P量[53];另一種是指水體中直接可利用的P以及通過自然轉(zhuǎn)化過程為藻類可直接吸收態(tài)的P[54]。本研究認(rèn)為第二種定義BAP更為客觀反映水體中P的生物有效性，這是因為水體中P通常需要靠水體中顆粒物（包括懸浮物和沉積物）自然解吸釋放出來的內(nèi)源性P來補(bǔ)給水生生物利用。

3.1 水體中P的遷移轉(zhuǎn)化

地表水中水生植物可利用的P主要是溶解性正磷酸鹽，只約占湖泊水總P的5%，而有機(jī)P占TP的25%，因此其他形態(tài)P轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽的速率是決定湖泊富營養(yǎng)化的重要因素[55]。水體中P的遷移主要通過沉積物與水體中P的吸附與釋放作用。其次，水體中微生物通過吸收和同化作用而產(chǎn)生的對P的生物固定以及水生植物可通過根系吸收底泥和水體中的P，并通過收割將P帶出水體。當(dāng)沉積物中P以可溶性無機(jī)P形式存在時，可通過擴(kuò)散、沉積物再懸浮、生物擾動以及氣體沸騰等方式進(jìn)入上覆水體，這個過程叫做P的釋放[56]。一般分為生物釋放、物理釋放、化學(xué)釋放三種機(jī)制[57]。

水體pH值對主要影響顆粒態(tài)P以及鰲合態(tài)P的吸附解析。水體中pH值主要影響P04的存在形式，當(dāng)pH值低時，P主要以HP0^2-₄形式存在，而當(dāng)pH值高時，則主要形態(tài)為H2 P04。水體中pH值升高有利于P04根離子從Fe（OH）3膠體中解吸到水體中。另外，溫度升高可以減少沉積物中礦物對P的吸附，有利于沉積物釋P[79]。主要由于溫度升高會促進(jìn)沉積物和水體中生物擾動、礦化作用和厭氧轉(zhuǎn)化等過程，導(dǎo)致間隙水耗氧，使表層沉積物呈還原狀態(tài)，加速磷酸鹽的釋放[57]。

3.2 BAP對水體富營養(yǎng)化的影響

水生生態(tài)系統(tǒng)中的P主要分為BAP、鐵結(jié)合態(tài)P、鈣結(jié)合態(tài)P、鋁結(jié)合態(tài)P、沉積物有機(jī)P和堿土金屬的磷酸鹽。水生植物如藻類可直接利用的BAP形態(tài)為正磷酸鹽（包括部分從顆粒態(tài)中釋放出來弱結(jié)合態(tài)或交換態(tài)的P，但并不是所有的P形態(tài)都易于從顆粒物中釋放出來，他們對水體富營養(yǎng)化的貢獻(xiàn)并不相同[58，59]。另外吸附到顆粒物中水合金屬氧化物上的P-般不能為生物所直接利用，如無定形的氧化鐵或鋁，這些P如果不解吸成生物可利用態(tài)，對水體富營養(yǎng)化的影響不大[59，60]。水體中的溶解態(tài)BAP是最容易被水生生物利用的，當(dāng)水體中溶解態(tài)BAP不足或其濃度低到一定程度時，水生生物會通過水解、溶解態(tài)磷酸酶等生物化學(xué)反應(yīng)將其它形態(tài)的P轉(zhuǎn)化成可供其利用的BAP，因此P在水體中的生物可利用性一直是水體富營養(yǎng)化研究的熱點[61]。

地表徑流中的BAP是可以被藻類直接或潛在利用的P，包括溶解態(tài)的P（BDP）和顆粒態(tài)的P（ BPP），其中大部分BDP可被藻類直接吸收利用，部分BPP是湖泊水庫浮游生物長期可利用的潛在P源[7]。沉積物中鈣結(jié)合P是較惰性的P，不易被溶解和吸附，對體中的BAP影響很小[62]，而鋁結(jié)合P能夠被藻類等浮游植物優(yōu)先吸收利用的[63]。其它堿土金屬鰲合的P基本不能為水生生物利用，對水體的富營養(yǎng)化作用影響很小。

3.3 溶解態(tài)磷酸酶在水體富營養(yǎng)化中的作用

溶解態(tài)磷酸酶活性不僅能夠反映水環(huán)境質(zhì)量，還能夠反映水環(huán)境中微生物量變化，水生生物對P的利用情況以及其水體富營養(yǎng)的貢獻(xiàn)[64～66]。無機(jī)形態(tài)的小分子正磷酸鹽能被水生生物直接利用[65]，同時有機(jī)P的礦化分解可以使正磷酸鹽得到有效補(bǔ)充，是生物直接利用P的另一主要途徑，而磷酸酶在此過程中起著至關(guān)重要的作用[65，66]。作為調(diào)節(jié)營養(yǎng)循環(huán)的一個重要生物化學(xué)參數(shù)，溶解態(tài)磷酸酶的合成、分泌與穩(wěn)定性反映了水體中P的營養(yǎng)水平，其活性的高低可以反映水體P的轉(zhuǎn)化能力，進(jìn)而影響水體富營養(yǎng)化程度[67，68]。已有研究表明，當(dāng)水體中磷酸鹽含量偏低時，微生物將誘使胞外堿性磷酸酶轉(zhuǎn)化有機(jī)P，從而增加水體中磷酸鹽的含量[69]。溶解態(tài)磷酸酶的分布往往反映了有機(jī)質(zhì)的時空特征、磷含量以及水生生物對磷的需求等[70]。

溶解態(tài)磷酸酶活性的主要影響因素包括：酶的底物（以磷為主）、pH值、溫度、添加劑或者螯合劑（包括：如甘氨酸、組氨酸、氯化鈣、酪蛋白和甘油等）以及有機(jī)溶劑等[70]。由于溶解態(tài)磷酸酶易受環(huán)境條件影響，其功能時常變化，所以溶解態(tài)磷酸酶的活性常作為量度水生態(tài)系統(tǒng)磷的營養(yǎng)狀況和生物量的指標(biāo)[65，71];同時，在不同環(huán)境下的功能多樣性說明溶解態(tài)磷酸酶具有獨特的生態(tài)服務(wù)功能。德國Herrensee湖中由于缺少營養(yǎng)元素，水生生物所需的P半數(shù)以上通過是通過磷酸酶水解有機(jī)磷提供[72]，而同樣缺少磷元素的美國Lawrence湖中的溶解態(tài)磷酸酶活性卻很低[73]，德國Scholee湖中磷酸酶的相對比例卻與P含量無關(guān)[74]。

周易勇等[75]對武漢東湖不同湖區(qū)的溶解態(tài)磷酸酶活性變化研究中發(fā)現(xiàn)，磷酸酶活性隨水體深度呈現(xiàn)不同垂直分布規(guī)律，并且由于不同的土地利用方式及污水排放，湖區(qū)不同地點的磷酸酶活性變化規(guī)律也不同;Koch等[68]在美國佛羅里達(dá)灣研究中發(fā)現(xiàn)，最高堿性磷酸酶活性發(fā)生在水體含氰基細(xì)菌爆發(fā)時，是由于浮游植物的大量繁殖導(dǎo)致了溶解態(tài)磷酸酶活性突然增加，而此后水體中的溶解態(tài)磷酸酶活性則處于一個相對穩(wěn)定的常數(shù);Lomas等[76]則發(fā)現(xiàn)北大西洋Bats湖泊的堿性磷酸酶活性呈季節(jié)性變化特征并且與溶解態(tài)有機(jī)P濃度顯著相關(guān)。Zablotowicz等[77]對三個湖泊的水質(zhì)變化進(jìn)行對比研究，發(fā)現(xiàn)不同土地利用方式下水體的磷酸酶活性變化與溶解態(tài)C、N及微生物變化顯著相關(guān);宋春雷等[78]則認(rèn)為溶解態(tài)磷酸酶活性與磷營養(yǎng)水平以及葉綠素濃度相關(guān)，磷酸酶與相關(guān)的理化、生物因素的共同作用將驅(qū)動磷的釋放并促進(jìn)富營養(yǎng)化過程。從上述研究進(jìn)展看，溶解態(tài)磷酸酶因其具有獨特的存在方式、快速的營養(yǎng)轉(zhuǎn)化能力和廣泛的底物接觸能力，在水體中營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化方面具有十分重要的生態(tài)學(xué)意義。

4 我國P研究存在的不足與展望

4.1 BAP分析方法

P生物有效性的研究始終是生態(tài)系統(tǒng)P生物地球化學(xué)循環(huán)的核心，解析P在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及其影響因素是P生物有效性研究的關(guān)鍵所在。我國目前TP是評價水體富營養(yǎng)化及其水質(zhì)的主要指標(biāo)，而實際上評價TP中不同形態(tài)的P的生物可利用性，比單一評價水體中的TP更有意義。目前針對我國的水體富營養(yǎng)特點和污染分布特征，至今還未提出自己的P富營養(yǎng)化標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法，應(yīng)當(dāng)盡快建立BAP的標(biāo)準(zhǔn)分析方法以及相關(guān)的BAP對水體富營養(yǎng)化的評價標(biāo)準(zhǔn)，提出更多P有效性的指標(biāo)來評價其對水體生產(chǎn)力的影響。

4.2 濕地生態(tài)系統(tǒng)P循環(huán)

濕地P循環(huán)在整個生態(tài)系統(tǒng)P生物地球化學(xué)循環(huán)中起著關(guān)鍵紐帶和調(diào)控作用，匯集了P的物理、化學(xué)、物理化學(xué)和生物化學(xué)過程，極具復(fù)雜性。濕地具有不同于河流的獨特水文條件，其水文過程顯著影響P的生物地球化學(xué)循環(huán)，復(fù)雜的生物地球化學(xué)反應(yīng)不僅改變了濕地P的化學(xué)組成，而且影響P在濕地內(nèi)遷移轉(zhuǎn)化過程。干濕交替是濕地的特征之一，水位的變化影響濕地P的轉(zhuǎn)化和釋放。淹水后的濕地更容易釋放P，因為在水位較高時，有機(jī)P不易分解;水位下降后，好氧環(huán)境促進(jìn)了有機(jī)P的降解，更易導(dǎo)致P的淋溶釋放。因此，未來明確干濕交替條件下濕地生態(tài)系統(tǒng)P的行為是正確調(diào)控土一水界面P穩(wěn)定性和生物有效性的基礎(chǔ)。干濕交替也顯著影響著濕地中各形態(tài)P的分布特征，河水中大量P的輸入以及濕地的截留作用增加了濕地中總無機(jī)磷酸鹽的含量。

4.3 森林生態(tài)系統(tǒng)P循環(huán)

相比濕地生態(tài)系統(tǒng)P循環(huán)，我國森林生態(tài)系統(tǒng)P循環(huán)的研究更為缺乏。據(jù)估算，如果南方紅壤中現(xiàn)存的P貯存量全部處于可利用狀態(tài)且不出現(xiàn)損失的話，足夠森林生長使用50年以上[80]。因此，提高森林土壤供P潛力是急需解決的問題。我國南方地區(qū)農(nóng)業(yè)過分依賴化肥，磷肥利用率僅為15% -30%，70%以上的磷肥被土壤所固定，同時另一方面土壤酸化和暴雨導(dǎo)致P流失嚴(yán)重，土壤普遍缺P又極大限制了該地區(qū)的農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)。南方地區(qū)由于鐵鋁氧化物含量高，因此土壤中的P主要以Al- P、Fe-P和O-P的形態(tài)存在，所以能被植物直接利用的生物有效P嚴(yán)重偏低[81]，植物生長受P的制約比較嚴(yán)重。

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