氮（N）沉降在促进高寒森林树木生长的同时也加速土壤磷（P）养分的消耗，由于P循环相比于N循环更为封闭且缓慢，导致树木表现出“因N输入过多而缺P”的现象。然而，当前研究主要基于植物视角探讨N沉降下的N:P养分失衡问题，很大程度上忽略了根际微生物的反馈效应。与植物密切互作的根际微生物是森林生态系统的重要生物P库，一方面可通过溶解矿物P、矿化有机P以及周转微生物生物量等方式，促进植物对P的获取；另一方面，当根际微生物自身受到严重P限制时，其可通过将P固定于生物量内，进而与植物形成P素竞争关系。鉴于上述复杂的植物-根际微生物互作，亟待从地上-地下视角出发全面理解整个生态系统的资源限制状况，从而准确预测高寒森林对N沉降的响应。

基于此，中国科学院成都生物研究所尹华军团队以两处高寒森林为研究对象，探究了根际土壤微生物P养分状况对七年模拟N沉降的响应。结果表明：Ⅰ. 根际微生物是高寒森林P循环的关键参与者：其生物量P库达1.0 g m-2，占温带针叶林植物P库的18%，也是植物可利用P库的10倍；同时，根际微生物P库也处于快速周转状态，平均周转时间为21天。这一结果说明N沉降下根际微生物P限制状况的变化会深刻影响植物的P养分状况。II. 基于室内养分添加实验结合¹⁸O-DNA标记，我们发现在不施N条件下，两种林分的根际微生物生长均受P限制，体现为室内培养条件下P添加导致根际土壤微生物生长速率分别显著提升31%和145%。III. 然而，与植物不同的是，N沉降并未加剧根际土壤微生物的P限制。这体现在三个方面的证据：①N沉降下根际微生物生长和呼吸的P限制程度无显著变化；②P循环相关基因相对丰度未在N沉降后发生富集，反映N沉降没有引发更显著的微生物P饥饿响应；③ 根际土壤净P矿化速率未在N沉降后发生显著改变。综上所述，N沉降并未加剧根际土壤微生物的P限制，从而减小了植物与根际微生物间的P竞争风险。这种差异化的植物-微生物响应特征对未来N沉降下高寒森林的生产力维持具有重要生态意义。

上述研究以“Nitrogen deposition does not exacerbate phosphorus limitation of rhizosphere microbes in subalpine forests”为题，发表于一区TOP期刊Functional Ecology，在团队前期基于长期N沉降样地的系列研究成果的基础上（Zhang…, Yin*, 2022, Science of the Total Environment; Zhang…, Yin*, 2023, New Phytologist; Zhu…, Yin*, 2022, 2023, Global Change Biology），进一步丰富和深化了全球变化背景下高寒森林根际养分获取机制的科学认识。成都生物所王吉鹏副研究员为论文第一作者，尹华军研究员为通讯作者。论文的合作者还包括成都生物所博士生李敏、王敦刚、李娜，以及硕士生张黄馨。本研究得到了国家自然科学基金、四川省科技厅项目、西藏自治区科技厅项目和中国科学院成都生物研究所自主部署项目联合资助。

论文链接：https://doi.org/10.1111/1365-2435.70297

Fig. 1 样地概况与实验设计示意图

Fig. 2 N沉降下根际土壤微生物P限制程度的响应特征

Fig. 3 N沉降下P循环基因变化（a-d）及其与N循环基因的协变关系（e和f）