石多土少的喀斯特区孕育出茂密植被。王昊昊/摄

本报讯（记者王昊昊）中国科学院亚热带农业生态研究所环江喀斯特生态系统观测研究站研究员王克林团队，结合大尺度样带调查与室内微宇宙培养实验，揭示了碳酸盐岩风化是维持喀斯特石多土少生态系统功能的“秘密武器”。相关研究成果近日发表于《通讯-地球与环境》。

土壤是植被生存的基础、载体和源泉。石多土少的喀斯特区为何能支撑旺盛的生态系统，那些植被赖以生存的养分从何而来？研究团队通过比较喀斯特（富钙碳酸盐岩）与非喀斯特（贫钙碎屑岩）土壤，发现喀斯特土壤的有机碳、氮和磷含量分别高出33%、58%和55%，同时具有更复杂的细菌互作网络，而这种更高的网络复杂性与土壤养分维持和生态功能密切相关。进一步分析发现，土壤中的钙含量与基岩钙水平具有继承性，是维持喀斯特土壤肥力与微生物网络结构的关键因子。

为了验证碳酸盐岩风化对高钙土壤的持续作用，研究团队在富钙土壤中添加碳酸盐岩粉末进行微宇宙培养实验。结果发现，即使在原本钙含量已很高的条件下，碳酸盐岩仍能促进土壤碳氮循环并增强细菌网络复杂性。这说明碳酸盐岩风化不仅能提升土壤功能，还能抬高土壤生态功能的“天花板”。

那么，碳酸盐岩究竟是如何提升土壤肥力和固碳能力的？科研人员发现了两个关键原因。一方面，碳酸盐岩风化释放的钙可直接促进碳、氮、磷在土壤中的积累，同时增强微生物间的互作与代谢效率，从而提升土壤功能；另一方面，碳酸盐岩本身属于沉积岩，常含有氮和磷灰石矿物，岩石中更高的钙含量意味着更快的风化速率，可同步释放更多的氮、磷养分，为土壤提供持续的养分补给。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s43247-025-02761-9