广东鹤山森林生态系统国家野外科学观测研究站
新闻公告鹤山站科研人员发现海拔升高加剧热带森林土壤微生物缺磷
作者: 鹤山站 更新时间: 2026-02-10
近日，中国科学院华南植物园鹤山站恢复生态学团队联合国内外研究人员，系统揭示了热带森林土壤微生物代谢对磷元素的限制特征及其随海拔变化的规律。研究发现，热带森林土壤微生物普遍受到磷限制，且这种限制在高海拔区域显著增强，相关成果发表在国际生态学期刊《 Soil Ecology Letters》。
图 鼎湖山（DHSBR）、莲花山（LHSNR）和尖峰岭（JFLNR）沿海拔梯度的土壤胞外酶活性（A–C）、酶化学计量比（D–F）及微生物养分限制特征（G–H）。数据为平均值 ± 标准误（n = 5）。ns 表示差异不显著；* 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。向量长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。
研究团队以广东和海南三条典型热带森林海拔梯度为研究对象，覆盖海拔范围约100—1400米，通过测定土壤胞外酶活性及其化学计量关系，定量评估了微生物对碳、氮和磷的代谢限制格局。结果表明，在不同区域和植被类型下，土壤微生物代谢均呈现显著的磷限制特征，且随着海拔升高、温度降低，微生物对磷的供需失衡程度进一步加剧；相比之下，微生物碳限制整体水平较低，且沿海拔梯度的变化趋势并不一致。
进一步分析显示，温度是调控微生物代谢限制格局的主导环境因子。年均温度降低不仅抑制了有机磷的释放和矿物磷的风化过程，还促使微生物将更多能量和碳投入到磷获取相关酶的合成中，从而加剧高海拔区域的磷限制。同时，温度对微生物碳限制表现出相反效应，反映出微生物在碳与磷获取之间的资源分配权衡。
研究人员指出，海拔梯度可作为评估气候变化影响的重要“空间替代”。研究结果表明，在未来全球变暖背景下，热带森林土壤微生物磷限制可能在一定程度上得到缓解，但微生物碳限制存在增强的潜在风险。这种地下养分限制格局的变化，可能进一步影响土壤有机碳的周转过程及其长期稳定性。
该研究深化了对热带森林地下微生物过程及其对气候变化响应机制的认识，为改进陆地碳循环模型、评估生态系统—气候反馈关系，以及制定热带森林保护与管理策略提供了重要科学依据。
中国科学院华南植物园鹤山站博士后况露辉（已出站）为论文第一作者，刘占锋研究员为通讯作者。相关研究得到国家自然科学基金资助。论文链接：https://doi.org/10.1007/s42832-026-0403-x