摘要：近日，南京农业大学丁艳锋教授团队联合国内外优势团队在《Nature Ecology & Evolution》上在线发表了题为“Phosphorus constrains global photosynthesis more than nitrogen does

近日，南京农业大学丁艳锋教授团队联合国内外优势团队在《Nature Ecology & Evolution》上在线发表了题为“Phosphorus constrains global photosynthesis more than nitrogen does”的研究论文，系统研究了近四十年全球叶片氮磷含量的时空变化格局及其对光合作用的影响。

长期以来，科学界普遍认为氮是限制植物生长和生态系统生产力的关键养分。然而，由南京农业大学等机构牵头的国际科研团队，通过大规模数据分析和建模，提出了颠覆性的发现：在过去四十年里，磷元素对全球植被光合作用的限制作用，比氮更为显著。这一发现不仅挑战了传统认知，也对未来碳汇能力和气候变化缓解策略提出了新的警示。

研究团队收集了超过8万条叶片氮、磷含量的野外观测数据，并结合机器学习方法，生成了1980年至2017年的全球长期数据集。结果显示，叶片磷含量下降的速率（每年约−0.80%）明显高于氮含量的下降速率（每年约−0.31%）。这一趋势导致全球越来越多的地区出现磷限制，尤其在热带和中纬度地区表现突出。相比之下，氮限制区域的变化相对平稳。这种不均衡的变化意味着植物的生长发育在全球范围内正面临更强烈的磷短缺压力。

进一步的模型分析表明，磷含量的下降对全球光合作用总量（GPP）的影响超过氮。研究估算，过去四十年全球光合作用增长趋势因叶片磷减少而被削弱了约17.2%，而氮的影响则为6.7%。换句话说，磷限制对全球植物光合作用的抑制作用是氮的两倍以上。目前，许多气候预测模型仍主要考虑氮限制，而对磷限制缺乏充分纳入。研究团队指出，如果模型忽视磷的关键作用，可能会高估陆地碳汇的潜力，从而影响碳减排政策的科学基础。该研究呼吁应加强对磷循环机制的研究，并在全球尺度上改进生态系统模型，以更准确地评估碳汇能力。

南京农业大学为该项成果的第一和通讯单位。南京农业大学农学院王松寒教授为该论文的第一和通讯作者，丁艳锋教授为该论文的共同通讯作者。研究也得到了巴塞罗那自治大学Josep Peñuelas教授、法国环境与气候科学实验室Philippe Ciais教授、密西根大学Peter Reich教授和南京农业大学江瑜教授等合作者的指导和帮助。研究得到了国家重点研发计划、国家优秀青年科学基金和江苏省杰出青年基金等项目的支持。

来源：老齐的科学讲堂