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文章介绍:

磷（P）限制带来的负面影响将阻碍生态恢复，尤其是对侵蚀严重的生态脆弱区来说。尽管植树造林已在这些区域得到广泛实施，但固有的低P有效性仍然限制着其自然生态系统发展。因此，生物P利用的提高对改善脆弱区域的生态恢复至关重要。然而，在P限制环境中，对生物P利用的响应特征仍然知之甚少，特别是在非生物和生物因素的交互作用下。为了填补这一空白，我们针对黄土高原这一典型生态脆弱区，运用多种生态化学计量学方法，探究了人工林坡面非生物因素（坡位）和生物因素（根际效应）对植物和微生物P利用的交互影响。

图1   图文摘要

结果表明，由于植物的生长优势，根际效应随坡位的降低逐渐增加，尤其是对土壤有效P。增加的根际效应逆转了坡面资源分布趋势，并主导了微生物P利用的根际过程。坡面植物和微生物P限制分别受根际N-P供应不平衡和凋落物C:P不平衡加剧，这种加剧的P限制引起了根际的植物-微生物竞争。但相反的是，我们发现植物和微生物相关的根际过程在P利用方面具有协同关系，即P的共利用，而坡位则通过调节资源量和资源不平衡的根际效应间接促进了P共利用。

图2   坡面微生物P限制受化学计量不平衡加剧

图3     qMBP及其根际效应在不同坡位的分布特征

图4     坡位调节植物-微生物P共利用的多重级联途径

综上，我们的发现强调了根际过程在生物P利用中的重要性，以及坡位起到的调节作用，进一步揭示了由根际联系的植物和微生物P利用的协同可能抵御P限制对生态恢复的不利后果。因此，我们提倡应用合适的养分管理和根相关微生物组以进一步改善P限制脆弱生态系统的生态恢复。

论文第一作者邱天逸和喻佳洛，通讯作者方临川研究员。该研究得到中国科学院战略先导研究计划（XDB40000000），国家自然科学基金（41977031）和中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室（SKLLQGZR1803）项目资助。