磷(P)通常是陸地生態(tài)系統(tǒng)中限制植物生產(chǎn)力的關(guān)鍵養(yǎng)分，在許多自然和半自然生態(tài)系統(tǒng)中，其可利用性直接決定著植物群落的結(jié)構(gòu)、初級生產(chǎn)力以及養(yǎng)分利用效率。土壤是植物獲取磷的主要來源，而植物可利用磷是土壤總磷中能被植物根系直接吸收的那一小部分，尤其對缺乏分泌羧化物以溶解難溶磷的植物來說，這部分有效磷更為關(guān)鍵。由于磷在土壤中遷移性差、再生緩慢，且易受pH值、有機(jī)質(zhì)含量、礦物組成和水文條件等多種環(huán)境因子的影響，土壤有效磷的時(shí)空異質(zhì)性極強(qiáng)。因此，明確其含量、儲量、空間分布及環(huán)境驅(qū)動機(jī)制，不僅是深入理解陸地生態(tài)系統(tǒng)磷循環(huán)與植物養(yǎng)分限制的基礎(chǔ)，也對于預(yù)測全球變化背景下養(yǎng)分格局變化、生態(tài)系統(tǒng)功能穩(wěn)定性及碳-養(yǎng)分耦合關(guān)系具有重要意義。特別是在全球氣候變化和人類活動不斷加劇的背景下，建立全球尺度的土壤有效磷數(shù)據(jù)集和分析框架，對于改進(jìn)陸地生態(tài)系統(tǒng)模型和提升全球生物地球化學(xué)循環(huán)預(yù)測能力具有重要應(yīng)用價(jià)值。

基于已有全球土壤有效磷數(shù)據(jù)庫及相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，本研究從約36,000篇涉及五種主要有效磷提取方法的文獻(xiàn)中篩選信息，最終構(gòu)建了一個包含6,253條觀測值、覆蓋3,353個(近)自然生態(tài)系統(tǒng)樣點(diǎn)的全球土壤有效磷含量數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)庫還整合了關(guān)鍵的氣候、地形、母巖、植被等環(huán)境因子，用于解析全球尺度土壤有效磷的分布格局及其驅(qū)動機(jī)制。研究結(jié)果表明，土壤有效磷在不同母巖類型、土壤類型、生物群落和大陸間存在顯著差異，數(shù)值范圍從0.01至99.2 mg·kg?1不等，全球表層(0–30 cm)和深層(30–100 cm)土壤的平均值分別為12.4和8.0 mg·kg?1。母巖類型、土壤總磷、海拔高度和土壤類型是最重要的土壤有效磷含量預(yù)測變量;土壤有效磷整體上隨緯度增加而增加，但在相同緯度帶內(nèi)表現(xiàn)出高度異質(zhì)性。估算結(jié)果顯示，全球表層和深層土壤的有效磷庫(不含南極洲)分別為0.73 ± 0.23 Pg (平均±標(biāo)準(zhǔn)偏差)和 1.59 ± 0.50 Pg(1 Pg = 101? g)。本研究首次在全球尺度系統(tǒng)評估了土壤有效磷的空間分布與主控因子，繪制了高分辨率的有效磷全球分布圖，為深入理解陸地磷循環(huán)過程提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，并可用于改進(jìn)地球系統(tǒng)模型中陸地磷循環(huán)模塊的參數(shù)化與約束。

以上結(jié)果以“Global Distribution and Influencing Factors of Plant‐Available Phosphorus in (Semi‐)Natural Soils”為題在線已近期發(fā)表在地球科學(xué)主流期刊Global Biogeochemical Cycles(IF2024=5.5)，論文第一作者為華南植物園生態(tài)中心陳煥鏞副研究員羅先真和碩士研究生郭聰慧，侯恩慶研究員為通訊作者，瓦赫寧根大學(xué)Julian Helfenstein和西澳大學(xué)的Hans Lambers等作者參與了該研究。研究得到國家自然科學(xué)基金和廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金的共同資助。該研究是研究組全球磷分布格局系列研究中的一個重要部分，論文鏈接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/2025GB008513;該研究的原始數(shù)據(jù)、土壤有效磷分布圖和R代碼等也可以免費(fèi)下載：https://doi.org/10.6084/m9.figshare.24088368

前期相關(guān)研究包括土壤磷組分?jǐn)?shù)據(jù)集(Scientific Data, 2018,https://doi.org/10.1038/sdata.2018.166);總磷含量和空間分布(Earth System Science Data, 2021,https://doi.org/10.5194/essd-13-5831-2021);土壤磷組分空間分布(Biogeosciences, 2023,https://doi.org/10.5194/bg-2023-22)。

圖1. 研究中收集到的6253個自然生態(tài)系統(tǒng)樣地級土壤有效磷分布圖

圖2. 土壤有效磷在0-30 cm 和30-100 cm土層的全球分布圖