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中國(guó)科學(xué)院華南植物園恢復(fù)生態(tài)學(xué)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外研究人員，近日系統(tǒng)揭示了熱帶森林土壤微生物代謝對(duì)磷元素的限制特征及其隨海拔變化的規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，熱帶森林土壤微生物普遍受到磷限制，且這種限制在高海拔區(qū)域顯著增強(qiáng)。研究團(tuán)隊(duì)以廣東和海南三條典型熱帶森林海拔梯度為研究對(duì)象，覆蓋海拔范圍約100—1400米，通過(guò)測(cè)定土壤胞外酶活性及其化學(xué)計(jì)量關(guān)系，定量評(píng)估了微生物對(duì)碳、氮和磷的代謝限制格局。結(jié)果表明，在不同區(qū)域和植被類型下，土壤微生物代謝均呈現(xiàn)顯著的磷限制特征，且隨著海拔升高、溫度降低，微生物對(duì)磷的供需失衡程度進(jìn)一步加劇;相比之下，微生物碳限制整體水平較低，且沿海拔梯度的變化趨勢(shì)并不一致。

進(jìn)一步分析顯示，溫度是調(diào)控微生物代謝限制格局的主導(dǎo)環(huán)境因子。年均溫度降低不僅抑制了有機(jī)磷的釋放和礦物磷的風(fēng)化過(guò)程，還促使微生物將更多能量和碳投入到磷獲取相關(guān)酶的合成中，從而加劇高海拔區(qū)域的磷限制。同時(shí)，溫度對(duì)微生物碳限制表現(xiàn)出相反效應(yīng)，反映出微生物在碳與磷獲取之間的資源分配權(quán)衡。

研究人員指出，海拔梯度可作為評(píng)估氣候變化影響的重要“空間替代”。研究結(jié)果表明，在未來(lái)全球變暖背景下，熱帶森林土壤微生物磷限制可能在一定程度上得到緩解，但微生物碳限制存在增強(qiáng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。這種地下養(yǎng)分限制格局的變化，可能進(jìn)一步影響土壤有機(jī)碳的周轉(zhuǎn)過(guò)程及其長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

該研究深化了對(duì)熱帶森林地下微生物過(guò)程及其對(duì)氣候變化響應(yīng)機(jī)制的認(rèn)識(shí)，為改進(jìn)陸地碳循環(huán)模型、評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)—?dú)夂蚍答侁P(guān)系，以及制定熱帶森林保護(hù)與管理策略提供了重要科學(xué)依據(jù)。

相關(guān)成果已發(fā)表在國(guó)際生態(tài)學(xué)期刊 Soil Ecology Letters(《土壤生態(tài)學(xué)快報(bào)》)上。華南植物園鶴生態(tài)與環(huán)境科學(xué)研究中心恢復(fù)生態(tài)學(xué)團(tuán)隊(duì)博士后況露輝(已出站)為論文第一作者，劉占鋒研究員為通訊作者。相關(guān)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金資助。

圖. 鼎湖山(DHSBR)、蓮花山(LHSNR)和尖峰嶺(JFLNR)沿海拔梯度的土壤胞外酶活性(A–C)、酶化學(xué)計(jì)量比(D–F)及微生物養(yǎng)分限制特征(G–H)。數(shù)據(jù)為平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)誤(n = 5)。ns 表示差異不顯著;* 表示 p < 0.05;** 表示 p < 0.01;*** 表示 p < 0.001。BG，β-1,4-葡萄糖苷酶;NAG，β-N-乙酰葡萄糖胺苷酶;AP，酸性磷酸酶。向量長(zhǎng)度表示微生物碳限制程度，向量角度表示微生物氮或磷限制。