文献速读

2026年7月，广东省科学院广州地理研究所与安徽省水利科学研究院（水利部淮河水利委员会）研究团队在Land Degradation & Development发表研究论文，评估先锋蕨类芒萁对退化红壤土壤质量的影响及其空间特征。

文章速读

芒萁是全球热带亚热带地区最常见的先锋蕨类植物，在我国南方退化红壤丘陵区常形成单优密集群落和独特的“根毯层”结构，其覆盖下的土壤功能是否得到同步改善？研究结合华南五省野外调查、土壤质量评价与空间分析发现，芒萁覆盖位置的养分、微生物量及磷酸酶活性总体优于裸地，表层土壤差异尤为明显。根毯层厚度与土壤质量呈较稳定的正向关系，研究将植物功能特征与地形差异相结合，为退化丘陵早期生态恢复及因地制宜的管理提供了科学依据。

研究速览

南方红壤丘陵的部分退化坡面养分贫乏、易发生侵蚀，芒萁作为先锋植物常率先定居，并形成密集的地表覆盖与地下根毯（图1）。芒萁高覆盖环境下，土壤功能是否同步恢复？芒萁根毯是否发挥了重要作用，本研究将芒萁根毯层的养分、生物活性和空间格局纳入评价。

研究调查样本覆盖广东、广西、江西、福建和湖南，测定了芒萁覆盖坡面与邻近裸地0-10 cm和10-20 cm土层的土壤理化性质，同时记录芒萁株高、盖度和根毯层厚度。研究通过主成分分析构建土壤质量指数（SQI），并利用多尺度地理加权回归（MGWR）分析植被和地形因素与土壤质量的空间关联。

图1 南方退化红壤区的芒萁生境与覆盖状况

结果显示，芒萁覆盖的表层土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾和微生物量碳等指标显著高于裸地，磷酸酶活性也更高。其中，有机质平均含量为51.79 g/kg，裸地为11.40 g/kg；微生物量碳分别为425.35 mg/kg和98.71 mg/kg。两个土层的SQI均显著高于对应裸地（p＜0.05，图2），表层差异最为突出，芒萁覆盖下的土壤质量改善也存在于10-20 cm土层。

空间分析进一步表明，芒萁覆盖区的土壤质量并非处处相同，研究区SQI约为0.178-0.58。MGWR结果显示，根毯层厚度与SQI的正向关联在区域内较稳定；坡度和地形粗糙度的关联强度则随位置变化。

论文从“芒萁内在影响-地形外在控制”概念框架解释上述格局，“芒萁内在影响”指芒萁通过凋落物积累、根毯形成及根际过程促进土壤改善；“地形外在控制”指地形等外部条件可能通过调节水分再分配、侵蚀和局地微环境，影响不同位置的改善程度。两类过程共同塑造土壤质量的空间差异。该框架是对观测结果的机制解释，仍需过程试验进一步验证。

研究的亮点在于，将芒萁对土壤理化性质的改良效应与空间差异联系起来，为退化丘陵生态恢复提供兼顾植物功能特征和地形条件的视角。实践中，可在恢复早期重视芒萁改善土壤理化性质并突破非生物阈值的潜力，结合坡位和根毯层发育状况开展管理；同时关注其对后续群落演替的影响。未来结合根系性状测定与水文过程监测，有望进一步厘清根毯层对入渗、蓄水和坡面产流的影响机制。

图2芒萁覆盖坡面与裸地土壤质量指数（SQI）对比，取自原论文图6。RB、UN为芒萁覆盖地表层（0-10cm）与下层（10-20cm），D1、D2为对应裸地土层。不同字母表示差异显著（p＜0.05）

论文信息

标题：Functional Effects of the Pioneer Fern Dicranopteris on Soil Fertility and Its Spatial Patterns in Degraded Hilly Landscapes

期刊：Land Degradation & Development

作者：Xiqin Yan*, Meijie Liu, Long Yang*, Lei Chen, Shijie Zhang, Xiaolin Xia, Jingyu Zhang*

DOI：10.1002/ldr.70776

扫码阅读全文

期刊简介

Land Degradation & Development (LDD) 是一本重要的跨学科国际期刊，致力于推动陆地环境退化、缓解、修复与可持续土地管理各方面的研究。期刊内容涵盖原创研究、案例分析及趋势预测，对该主题进行全方位探讨，是环境科学与土壤科学领域的重要学术资源与国际交流平台。

2025 JIF：4.0 ｜ CiteScore：7.3

扫码进入期刊主页