磷在陆地生态系统碳循环中扮演着重要的角色,然而当前关于磷有效性对土壤有机碳矿化和微生物代谢的影响机制尚不明确。磷添加对土壤有机碳矿化及微生物代谢的影响因施加量、所处地域、土壤类型等因素的不同而不同,并且当前的研究侧重于磷添加对土壤微生物代谢过程影响,而忽视了土壤碳与磷之间的物理化学相互作用过程(如吸附-解析)以及不同质量碳底物对磷添加的响应。此外,外源磷添加对土壤磷有效性的影响亦受土壤母质、土壤磷形态组成及土壤质地等因素的影响。因此,本研究分别以未施肥的砂岩和花岗岩发育的两种森林土壤为研究对象,通过室内模拟磷添加实验,探讨外源磷输入对两种不同母质森林土壤有机碳矿化的影响,试图回答磷养分是否限制本区域土壤有机碳矿化的重要因素,以期为未来气候变化下森林经营和管理提供理论支持。试验样地分别位于福建省三明市陈大镇国有林场(花岗岩发育的米槠及杉木土壤)和格氏栲自然保护区(砂岩发育的米槠及杉木土壤),主要结果如下:(1)施磷与林分类型均能引起土壤有机碳矿化显著改变,且两者间存在显著交互作用,并且土壤有机碳累积矿化量亦受土壤母质的影响。总体上,施磷显著提高四种森林土壤有机碳矿化速率及累积矿化量,且米槠天然林土壤有机碳矿化情况整体大于杉木人工林。在相同母质基础上,土壤有机碳矿化水平表现为米槠天然林高于杉木人工林;在相同林分条件下,施磷作用下的花岗岩森林土壤有机碳矿化水平大于砂岩土壤。其中,施磷处理下的砂岩米槠土壤有机碳的平均矿化速率较CT分别高出10.64%、40.77%,土壤有机碳累积矿化量较CT分别增加1.44%、16.26%;花岗岩米槠土壤有机碳平均矿化速率较CT分别高出18.89%、46.92%,累积矿化量较CT分别高出9.81%、21.43%。施磷处理下的砂岩杉木土壤有机碳平均矿化速率较CT分别高出5.21%、32.57%,累积矿化量较对照分别增加0.5%、8.65%;花岗岩杉木土壤有机碳平均矿化速率较CT则分别高出28.17%、82.90%,累积矿化量高出13.79%、43.25%,说明磷对中亚热带地区的碳矿化过程起着重要的限制作用。在未施肥的森林系统中,短期的施磷会显著刺激土壤有机碳的分解,造成碳损失,不利于土壤对碳的保护。(2)施磷及林分差异也显著地影响到土壤DOC等具体理化指标。总体而言,施磷促使两种母质基础上的米槠和杉木土壤DOC、MBC等活性碳含量上升,为土壤微生物活动提供了更为丰富的碳源。就两种林分类型而言,米槠林的土壤DOC、MBC含量要整体高于杉木。其中,施磷对两种母质的森林土壤DOC的刺激作用在前期最为突出。施磷第1天,砂岩米槠土壤DOC含量较CT分别增加304%、1181%,砂岩杉木土壤DOC较CT增加322%、870%。花岗岩米槠土壤DOC含量较CT分别增加215.1%、453.56%,花岗岩杉木较CT增加151.55%、487%;并且施磷对两种母质森林土壤DOC的刺激作用均在第15天左右达到最大,说明短期施磷除了会刺激土壤有机碳矿化分解外,也会引起土壤有机碳吸附解析特征的改变,显著提高溶解性有机碳的含量,因此短期施磷可能会导致土壤有机碳的淋溶损失。(3)施磷和林分类型差异对两种母质的米槠和杉木土壤微生物群落结构产生显著影响。米槠和杉木土壤中的各微生物群落含量均体现为随施磷水平的增加而整体上升。砂岩米槠土壤微生物群落中,放线菌对磷添加的响应效果最好,高出对照46.11%。砂岩杉木中,革兰氏阳性菌对磷添加的响应效果最明显,较对照高出28.91%～56.48%。在花岗岩米槠和杉木中,真菌群落对施磷的响应效果最明显,分别较对照高出61.28%和35.79%,说明在砂岩森林土壤中,施磷主要对细菌群落起到最突出的刺激作用;而在花岗岩森林土壤中,施磷则主要影响真菌群落。造成这种差异的原因,可能是由于施磷引起土壤底物及pH的改变所致。此外,林分类型对米槠和杉木土壤中微生物群落结构的影响可能还会因土壤母质的差异而有所不同,具体表现为砂岩米槠土壤中的真菌、细菌及总菌类生物量均高于砂岩杉木,而花岗岩米槠土壤中的各种菌类生物数量则要小于花岗岩杉木。(4)两种母质的米槠和杉木土壤酶活性对施磷和林分类型的响应情况差异明显,说明其酶活性的变化受到多种因素的影响。土壤酶活性除受限制性养分的调控外,可供微生物代谢利用的碳底物也是限制土壤酶活性的重要物质基础,特别是两种母质的米槠和杉木中的2种木质素降解酶(PHO、PER)在施磷作用下,相比于对照均明显降低,而引起这种下降的原因可能正是由于施磷使土壤DOC含量增多,微生物对木质素等难分解物质利用效率降低所致。