磷（P）是植物生长必需的主要养分元素，对维护生态系统稳定具有不可替代的作用。与碳和氮主要来自大气不同，自然生态系统中P的最终、唯一来源为含P矿物的风化。然而，先前的研究多侧重于研究P生物有效性和形态转化，缺乏对P风化速率的定量研究。成都山地所吴艳宏研究员带领“山地生物地球化学”研究团队利用贡嘎山冰川退缩迹地，定量评估了早期成土过程中原生矿物P的风化速率，揭示了控制P风化速率的关键机制。
研究发现，早期成土阶段（0–120年），P风化速率随成土年龄快速升高，风化速率的变化可用幂函数拟合（图1）。在成土年龄小于60年的阶段，P风化速率从2.6 mmol m-2 year-1增至8.7 mmol m-2 year-1，在成土年龄60–120年以针叶林为主的阶段，P的平均风化速率增至26.0 mmol m-2 year-1。针叶林阶段P的风化速率大于温带和亚热带年龄相近土壤的P风化速率，主要是由于贡嘎山土壤母质具有较多的含P矿物、适宜的水热条件和快速发育的植被。成土年龄在百年至万年的阶段，P风化速率呈幂函数快速降低，可分为三个阶段：小于260年，P风化速率大于10 mmol m-2 year-1；260–2200年，P风化速率介于1–10 mmol m-2 year-1之间；大于2200年，P风化速率降至1 mmol m-2 year-1以下（图2）。贡嘎山冰川退缩区原生矿物P平均风化速率是全球风化“热点区”的7倍，全球P释放速率的47倍，表明气候变暖已间接加速了高山地区的生物地球化学循环。
该研究不仅阐明了原生矿物P风化速率随成土年龄的变化模式，补充了Walker & Syers概念模型对原生矿物P快速降低的描述，而且有助于准确评估陆地生态系统发育过程中磷供给量的动态变化。包含该研究在内，成都山地所“山地生物地球化学”研究团队利用贡嘎山这一“天然实验室”，已对山地生态系统P的风化释放（来源）、形态转化（过程）、植物和微生物的作用（机理）和流失（去向）等方面开展了较为系统的研究。
该研究得到了国家自然科学基金（41630751、41401253）和成都山地所一三五重点培育方向项目（SDS-135-1702）的资助，研究成果已发表在European Journal of Soil Science上。
文章链接：https://www.researchgate.net/publication/32301487
图1 成土早期（0—120年）P风化速率随成土年龄快速升高
图2 成土年龄100—12000年P风化速率随成土年龄快速降低