在国家自然科学基金等项目资助下，中国科学院华南植物园研究员鲁显楷团队与合作者研究发现，热带原始林植物可通过上调根系分泌物来适应长期高氮沉降，为揭示热带森林碳汇维持机制提供了关键解释。近日，相关成果发表于《全球变化生物学》（Global Change Biology）。

长期氮添加促进热带森林根系分泌物及根际磷循环的理论框架。研究团队供图

近半个多世纪以来，人类活动引发的全球氮沉降持续加剧，打破了生态系统固有的氮磷平衡，对森林生产力和碳汇功能构成了潜在威胁，尤其在有效磷相对匮乏的热带亚热带地区。基于温带氮限制生态系统的大量经验研究，形成了经典认知：施氮会缓解植物对氮的竞争，从而减少光合产物向地下的分配，尤其降低根系分泌物的释放。然而，这一范式能否直接应用于“富氮”但磷匮乏的热带亚热带森林，长期缺乏实验证据，成为预测高氮沉降背景下森林碳-磷反馈与生态系统稳定性的关键认知瓶颈。

为破解这一瓶颈，鲁显楷团队于2002年在鼎湖山国家级自然保护区的原始林（季风常绿阔叶林）建立了长期连续氮添加实验样地，系统研究了热带森林植物如何通过调节根系分泌物及其介导的土壤磷动态来适应长期高氮沉降。研究发现，面对长期氮沉降引发的土壤有效氮磷失衡，热带森林植物并未“吝啬”其碳资源，反而演化出积极的适应机制：一是提高根系分泌物碳输入速率，激发微生物磷酸酶活性，加速有机磷矿化；二是增强有机酸释放，促进矿物结合态磷的溶解。其中，有机酸途径起主导作用，其驱动的磷释放量约为磷酸酶途径的2倍。这些结果表明，在持续高氮沉降下，热带森林植物可通过“支付”更多的光合碳产物来换取维持生长所必需的磷，从而建立起“根系分泌物-土壤磷活化”的正反馈循环。

该研究首次证实热带植物能通过上调根系分泌物释放来适应长期高氮沉降，修正了“氮沉降导致地下碳分配减少”的传统观点。这一发现不仅解释了热带“富氮”森林如何在长期高氮沉降下维持高生产力与稳定性，还表明生态系统在面对长期环境压力时可能具备更为复杂的主动适应策略，这对预测未来气候变化背景下热带森林碳汇功能的演变具有重要意义。

相关论文信息：http://dx.doi.org/10.1111/gcb.70912