New Phytologist | 中山大学陈浩教授团队揭示微生物展现弹性策略以应对资源的变化
资源分配理论指出，土壤微生物在获取养分时，会在胞外酶生产和微生物生长之间进行资源分配的权衡。然而，在外界资源改变的情况下，微生物具体采用什么策略仍不清楚。凋落物作为微生物的主要养分来源，正因全球变化而发生实质性的改变。理解微生物如何响应这些变化，对预测全球养分循环至关重要。本研究整合了全球93项森林凋落物控制实验，基于土壤氮、磷获取酶活性及其时间动态，评估了凋落物添加与去除对微生物养分获取策略的影响。
研究发现了两类不同的微生物响应模式（图1）：第一，凋落物添加虽然同时促进氮、磷获取酶活性，但微生物偏向投资于更受限的养分（氮限制区偏好氮，磷限制区偏好磷），且这种偏好随时间延长减弱；第二，在凋落物去除初期，土壤氮、磷酶活性受到抑制但微生物偏向磷获取；随时间推移，策略转向氮获取和微生物生长。
以上结果揭示了微生物养分获取策略的可塑性，为资源分配理论提供了新见解，并从机理上阐明了凋落物输入变化如何通过调控微生物过程改变土壤养分的有效性。该工作是陈浩教授团队继揭示凋落物输入变化对土壤碳获取酶活性的影响（Chen et al ., 2025，全文链接：10.1016/j.agrformet.2025.110503）和对土壤化学计量比影响（Yang et al., 2025，全文链接：10.1016/j.foreco.2025.122708）之后又一重要研究成果。
图1. 凋落物输入变化对微生物养分获取策略影响的概念框架
研究结果于2026年5月13日以“Soil microbes develop plastic nutrient acquisition strategies under changing plant litter inputs”为题在线发表于国际生态学经典期刊 New Phytologist上（全文链接：http://doi.org/10.1111/nph.71264）。中山大学生态学院2023级硕士生杨一为论文的第一作者，中山大学生态学院陈浩教授为论文的通讯作者，加迪斯大学Raúl Ochoa-Hueso教授、美国内华达大学拉斯维加斯分校Matthew D. Petrie教授、中国科学院地球环境研究所陈骥研究员、中国科学院沈阳应用生态研究所吕晓涛研究员、中山大学生态学院博士后孙锡斌、博士研究生洪艺雪、博士研究生胡楠、硕士研究生陈佳蓉为共同作者。上述研究成果得到了教育部基础学科和交叉学科突破计划、广东省面上项目、广东车八岭岭南山地森林生物多样性与生物互作野外科学观测研究站的资助。
科普介绍：
土壤微生物的“理财经”：暴富与破产时，它们如何分配资源？
人们常说“穷有穷的过法，富有富的活法”。其实，土壤中的微生物也是如此。一项最新发表于《New Phytologist》的全球性研究告诉我们，当“财富”——也就是植物凋落物（枯枝落叶）——突然暴增或急剧减少时，这群微小的“理财专家”会展现出令人惊叹的弹性策略。
突然暴富：先囤稀缺货，久了就“休息”
当土壤中的凋落物大幅增加时，对微生物而言就像中了大奖，突然“暴富”。面对天降横财，它们并没有胡乱挥霍，而是精明地选择优先囤积自己最缺的“硬通货”——在缺氮的地方多囤氮，在缺磷的地方多囤磷。这就像一个缺粮的人暴富后，会第一时间先把粮仓塞满。
有趣的是，这种“买买买”的热情会随着时间消退。日子久了，该囤的都囤够了，它们便会逐渐“休息”，减少在获取养分上的投入，把资源省下来用于自身“生儿育女”（即微生物生长）。
濒临破产：先保生存必需，再调整策略
相反，当凋落物被移除，微生物瞬间陷入“濒临破产”的境地，资源极度匮乏。这时，它们的首要原则是保证最基本的生存底线——无论身处何地，都会优先想尽办法获取磷。这是因为氮可以通过大气沉降等方式“借”到，而磷几乎完全依赖凋落物。
但时间一长，长期“吃土”的微生物发现磷实在难搞，便会果断调转枪口，转而投资获取氮，并把仅有的能量更多地用于自身生长，而非生产昂贵的“采矿设备”（胞外酶）。这是一种在绝境中被迫做出的“求生式”战略转移。
启示：弹性策略，关乎全局
这项研究告诉我们，微生物并非一成不变的反应器，而是懂得审时度势的“资源分配大师”。理解它们这种“暴富不挥霍、破产有章法”的弹性策略，对我们预测全球变化下土壤养分循环、森林健康乃至整个地球的生态系统走向，都具有重要的科学价值。
作者简介：
杨一（第一作者）
中共党员，中山大学生态学院2019级首届本科生，2023级硕士生，主要从事森林土壤化学计量学相关研究，以第一作者在New Phytologist、Forest Ecology and Management发表论文。曾获中山大学国家奖学金、中山大学东校区2021年三分大赛冠军、2021年新加坡国立大学STEP CAMP优秀论文（团队第二名）
陈浩（通讯作者）
中山大学生态学院教授，博士生导师，中山大学逸仙新锐学者。主要从事生态系统养分利用相关研究。目前以第一作者或通讯作者发表论文30余篇，其中包括Nature Ecology & Evolution、Nature Communications、New Phytologist、Earth’s Future、Global Biogeochemical Cycles、Soil Biology & Biochemistry、Journal of Ecology、Functional Ecology等期刊。主持国家面上项目、广东省面上项目和深圳市面上项目。
