磷是限制植物生长和陆地生态系统生产力的重要元素。近几十年来，通过大气沉降、矿质磷肥施用以及粪肥还田等途径显著增加了自然陆地生态系统的外源磷输入，改变了生态系统中磷的有效性。大量研究已探讨过磷添加或大气磷沉降对磷循环单一组分的影响，但不同环境背景下的实验结果往往并不一致，且现有研究多聚焦于研究磷循环的孤立组分，缺乏基于植物–土壤–微生物整体视角的综合分析。目前关于生态与环境因子在调控生态系统磷循环响应中的作用认识仍较为零散，且多基于有限样地和单一因子分析。因此，亟需在全球尺度上对这些驱动因素的相对重要性进行系统而定量的综合评估，以提升在持续人为磷富集背景下对生态系统磷动态的预测能力。
针对上述问题，中国科学院植物研究所植被结构与功能研究团队构建了一个全球数据库，汇集了来自176篇文献的1315个观测值，涵盖全球159个自然陆地生态系统中生态系统磷循环对磷添加响应的数据。结果发现，磷添加显著增加了植物叶片、茎干、根系、凋落物磷浓度，也显著提升了土壤和微生物磷浓度。与此同时，磷添加显著降低了植物叶片的磷重吸收效率并显著抑制了土壤磷酸酶活性，这意味着磷添加下，生态系统磷限制程度得到改善，磷营养策略从循环利用型转为获取型。此外，不同磷循环组分对磷添加的敏感性存在显著差异，茎干磷和植物可利用土壤磷分别是地上和地下磷循环对磷添加响应最敏感的磷变量。生态系统磷变量对磷添加的响应在不同的气候带呈显著差异：与温带和寒带相比，热带地区的植物茎干磷浓度和土壤磷酸酶活性表现出更高的敏感性。进一步分析显示，磷添加对磷循环影响的差异主要受背景养分有效性、气候条件以及施肥方案调控。
该研究揭示了磷添加背景下，全球陆地生态系统磷循环和磷动态的变化及其调控机制，深化了对陆地生态系统磷动态、磷限制与生物地球化学耦合的机理认识，为将磷循环纳入陆地生物圈模型，共同预测未来全球变化背景下陆地生态系统养分循环、生态系统生产力等的变化提供了理论基础。
研究成果于4月2日在线发表于国际学术期刊Global Change Biology。植物所博士研究生陈子歆为论文第一作者，方精云院士与严正兵研究员为共同通讯作者，沈海花研究员也参与指导。该研究联合了来自西澳大学、苏黎世联邦理工学院、瓦赫宁根大学、巴塞罗那自治大学、北京大学、浙江大学和华南植物园等多家科研机构的18位科学家共同完成，得到国家自然科学基金项目、植被结构功能与建造全国重点实验室开放课题等的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1111/gcb.70827
（植被与环境变化实验室供稿）
磷添加对陆地生态系统磷循环的整体影响
