中国秦岭山脉过渡带木本植物不同的根系磷吸收策略

《Journal of Ecology》：Divergent root phosphorus-acquisition strategies of woody plants in the Qinling Mountains transition zone of China

植物在秦岭过渡带中通过协调根系形态与菌丝共生策略，动态调整磷获取方式，南北坡因土壤pH、温度及养分分布差异形成互补策略：南坡增强根系长度以获取矿质磷，北坡强化菌丝共生分解有机磷。研究揭示了多维环境因子对磷策略选择的调控机制。

　　

摘要

1. 过渡带具有显著的环境梯度和复杂的景观特征，这些因素产生了选择压力，促使植物发展出不同的资源获取策略（尤其是磷 [P] 的获取策略），以减轻土壤养分的异质性和种间竞争。然而，根系磷获取策略在多维环境条件下的具体机制仍不甚明了。
2. 在中国最大的亚热带-暖温带过渡带——秦岭山脉，我们研究了18个不同海拔地点的主要木本植物的根系磷获取特征及其相关环境因素，这些地点分布在两个坡度上（北坡和南坡），具有不同的气候和植被特征。
3. 随着海拔的升高，南坡的根系特定长度（SRL）和根氮浓度增加，而菌根定殖减少，这导致植物从与菌根真菌（包括丛枝菌根和外生菌根）的共生关系转向以高根系特定长度为特征的土壤磷获取策略。相反，北坡则表现出相反的根系特征：菌根定殖和根径增加，但磷酸酶活性和根系特定长度降低，从而促使植物从磷的开采转向磷的收集。
4. 两个坡度之间根鞘磷酸酶活性的差异反映了植物对土壤有机磷矿化方式的不同偏好：低海拔的南坡以磷酸二酯酶为主，而北坡则以磷酸单酯酶、磷酸二酯酶和植酸酶为主。南坡的磷获取策略变化受到土壤性质（pH值、温度、养分可用性）和气候（湿度和温度）的共同影响，而北坡则主要受气候因素驱动。
5. 总结。总体而言，这些发现表明，过渡带中的植物通过协调根系与菌根之间的权衡，并优先矿化有机磷，以适应多维环境条件，动态地调整其磷获取策略。南北坡之间磷获取策略的差异是由气候和土壤性质的相互作用引起的，这种差异从根本上塑造了植物群落的养分利用模式，并推动了过渡带植物群落的生态位分化。

利益冲突声明

贾世宏（Shihong Jia）是《生态学杂志》（Journal of Ecology）的副主编，但未参与本文的同行评审和决策过程。

同行评审

本文的同行评审历史信息可访问：https://www.webofscience.com/api/gateway/wos/peer-review/10.1111/1365-2745.70245。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可在figshare平台上公开获取：https://doi.org/10.6084/m9.figshare.28728836 和 https://doi.org/10.6084/m9.figshare.28728836.v1（吕等，2025年）。