磷是维持植物生长和森林生态系统生产力的必需营养元素，其生物有效性受到土壤磷形态转化及植物－微生物相互作用的共同调控。近年来，大气氮沉降增加背景下森林生态系统的氮磷养分平衡显著变化，进而影响生态系统磷循环过程及植物养分获取策略。已有研究表明，氮富集可能加剧森林生态系统的磷限制，但在土壤磷相对丰富的森林中，持续氮输入如何影响土壤磷的生物有效性，以及植物根系和菌根真菌菌丝在磷转化过程中发挥何种作用，仍缺乏深入认识。
针对上述科学问题，中国科学院成都山地灾害与环境研究所山地生物地球化学创新团队以青藏高原东缘典型富磷的亚高山森林生态系统为研究对象，开展了不同水平和持续时间的氮添加实验。研究利用三种不同孔径（2 mm、48 μm和1 μm）的内生长管区分根系、菌丝和微生物对土壤磷转化的相对作用；结合Hedley磷分级提取、微生物生物量、胞外酶活性及磷脂脂肪酸（PLFA）分析，系统评估氮富集下土壤磷组分、微生物养分限制及群落组成的变化，探究根系与菌丝介导土壤生物有效磷变化的关键机制。
研究发现：（1）持续氮富集改变了植物－土壤系统的氮磷平衡，推动土壤微生物由氮限制向碳、磷限制转变；（2）氮富集显著降低了土壤生物有效磷含量，氮添加两年后生物有效磷的下降主要以有机磷主导，表明氮富集增强了有机磷的周转与利用；（3）氮富集改变了根系与菌丝对土壤磷转化的相对贡献，增强了菌丝相关微生物过程对生物有效磷的调控作用。其中，根系介导的生物有效磷变化主要与溶解性养分、胞外酶活性及铝氧化物有关，而菌丝介导的作用则更多地与微生物生物量计量比、群落组成及碳获取酶活性相关。
本研究揭示了持续氮富集下富磷亚高山森林土壤磷循环及植物地下养分获取策略的变化机制，即使在土壤磷相对丰富的森林生态系统中，持续氮输入仍能导致微生物磷限制，并促进地下磷获取由根系主导向根系与菌丝共同参与的模式转变。研究深化了对大气氮沉降背景下森林生态系统碳氮磷循环耦合关系及植物－微生物养分获取策略的认识，为预测全球变化背景下亚高山森林生态系统养分循环及功能响应提供了科学依据。
相关成果以“Nitrogen enrichment enhances hyphal synergy of soil phosphorus acquisition in phosphorus－rich subalpine forests”为题，近期发表于期刊Soil Biology and Biochemistry上，王雨涵博士研究生为第一作者，邴海健研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金（42577277、42271064）和四川省科技计划项目（2025ZNSFSC0290）的资助。
研究假设
氮添加下根系与菌丝介导的土壤生物有效磷变化机制