陸地生態(tài)系統(tǒng)普遍存在磷限制，而大氣二氧化碳濃度和氮沉降增加將加劇碳氮磷化學(xué)計量比失衡和磷限制。因此，理解土壤磷有效性及其驅(qū)動因素有助于預(yù)測環(huán)境變化下生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的響應(yīng)。根際是植物與土壤之間進行碳和養(yǎng)分交換的關(guān)鍵界面，根系通過在根際分泌和釋放質(zhì)子、有機酸、胞外酶以及促進微生物生物量磷周轉(zhuǎn)等途徑調(diào)控磷的有效性，也使得根際磷動態(tài)相比非根際更加復(fù)雜和難以預(yù)測，因此亟需開展系統(tǒng)研究以揭示根際有效磷的關(guān)鍵驅(qū)動因素。海拔梯度是研究環(huán)境變化背景下生態(tài)過程演化規(guī)律的天然試驗平臺，有助于探究磷的生物有效性對于長期環(huán)境變化的響應(yīng)。
基于此，中國科學(xué)院成都生物研究所森林生態(tài)過程與調(diào)控項目組尹華軍研究團隊，以四川臥龍岷江冷杉林（Abies faxoniana）為研究對象，探討了不同海拔梯度下根際土壤有效磷的變化規(guī)律，并結(jié)合對溫度、土壤生物和非生物性質(zhì)的分析，進一步揭示了根際有效磷的潛在驅(qū)動因素。研究結(jié)果顯示：Ⅰ）在海拔3060米以下時，根際有效磷含量隨海拔升高而降低，但在海拔3200米處，根際有效磷含量卻上升（圖1）。Ⅱ）結(jié)構(gòu)方程模型表明，溫度和土壤性質(zhì)（如pH和有機碳含量）通過無定形鐵/鋁氧化物和微生物生物量磷調(diào)控根際有效磷含量，其中無定形鐵/鋁氧化物和微生物生物量磷分別對根際有效磷產(chǎn)生負向和正向影響（圖2）。以上結(jié)果表明，微生物生物量磷周轉(zhuǎn)是促進根際磷有效性的關(guān)鍵過程，也可能是維持高海拔樹線磷養(yǎng)分充分供給的重要機制。
上述研究結(jié)果于2024年5月22日以“Close linkage between available and microbial biomass phosphorus in the rhizosphere of alpine coniferous forests along an altitudinal gradient”為題，在線發(fā)表于國際期刊《Rhizosphere》上。成都生物研究所碩士研究生李敏和已畢業(yè)的碩士研究生何茜為論文的共同第一作者，通訊作者為成都生物研究所王吉鵬青年副研究員和西藏農(nóng)牧學(xué)院張新軍副教授。本研究得到了西藏自治區(qū)科技計劃項目、國家自然科學(xué)基金、中國教育部西藏高原森林生態(tài)重點實驗室（西藏農(nóng)牧學(xué)院）開放研究基金和四川省自然科學(xué)基金的聯(lián)合資助。
圖1根際磷組分沿海拔的變化規(guī)律
圖2 根際有效磷與潛在驅(qū)動因素的關(guān)系