磷限制对全球光合作用的制约强度超越氮限制:四十年植被生产力变化的新认知

【字体: 时间:2025年09月04日 来源:Nature Ecology & Evolution 14.5

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  全球植被生长长期被认为主要受氮(N)限制,但最新研究揭示了更严峻的磷(P)限制现象。研究人员通过分析1980-2017年间8万+组叶片营养数据,结合机器学习方法,发现叶片P浓度年降幅(-0.80±0.008% yr-1)显著高于N(-0.31±0.002% yr-1),导致P限制强度达N的1.5倍,使全球光合作用增幅分别减少17.2%和6.7%。该发现对预测碳汇能力具有重要意义。

  

最新研究颠覆了传统认知,揭示出磷(P)而非氮(N)正成为制约全球光合作用的关键因素。通过对1980-2017年间超过8万组叶片营养数据的深度分析,结合机器学习算法构建的全球数据集显示:叶片磷浓度正以每年-0.80±0.008%的速度递减,下降速度是氮元素(-0.31±0.002% yr-1)的2.6倍。这种差异导致磷限制效应比氮限制强1.5倍,如同给植物生长戴上了更紧的"镣铐"。

研究量化了营养限制对碳循环的影响:持续40年的磷匮乏使全球光合作用增幅缩水17.2%,而氮限制仅造成6.7%的衰减。这一发现如同敲响警钟,暗示着陆地碳汇功能可能因磷约束而逐渐"体力不支"。就像马拉松选手遭遇能量补给不足,生态系统的固碳能力正在被悄悄削弱。

该研究为气候变化预测提供了新视角——在制定减排策略时,必须考虑这种"隐形"的营养限制效应。就像医生需要同时关注病人的多种维生素缺乏症,未来气候治理也需要对氮磷营养平衡给予双重关注。

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