热带森林储存了全球森林生物量碳的约72%，贡献了全球净初级生产力(NPP)的约三分之一。二氧化碳施肥效应可提高叶片中的二氧化碳浓度并增强植物的碳固定能力，是维持和提高热带森林生产力的关键机制。然而，这种二氧化碳施肥效应的未来尚不确定，部分原因是营养物质的限制。

热带森林利用二氧化碳作为肥料但受磷供应的限制

在《森林生态系统》杂志发表的一项研究中，来自美国、日本和中国的研究人员提出了一种新的碳-氮-磷耦合生物地球化学模型，称为动态陆地生态系统模型(DLEM-CNP)。该模型研究了磷(P)限制如何影响热带森林中的碳通量。

“热带森林是重要的碳库，其容量可能会随着二氧化碳的增加而增加，但营养物质对支持这种增长至关重要，”该研究的主要作者，科罗拉多州立大学自然资源生态实验室的博士后研究员王卓南说。

“我们的模型模拟了热带森林中的生物地球化学过程，并代表了氮和磷对植被碳固定的相互作用。它使我们能够探索不同因素如何影响这些森林中的二氧化碳施肥效应。”

该研究的多学科团队发现，磷限制降低了热带森林对大气中二氧化碳浓度上升的生产力反应。氮和磷的综合限制分别使二氧化碳施肥对总初级生产力、净初级生产力和净生态系统生产力的影响降低了45%、46%和41%。

虽然二氧化碳施肥对GPP和NPP产生了显著的积极影响，但森林砍伐是导致这些指标下降的主要因素。析因实验表明，从19世纪60年代到2010年代，森林砍伐抵消了二氧化碳施肥对NPP的影响，降幅达135%。

王教授表示，这代表了陆地生物圈建模的重大进步。王教授解释道：“我们的新方法强调了磷限制和森林砍伐的增加如何降低热带森林的碳吸收潜力，强调了磷在碳循环中的关键作用。我们希望我们的研究结果能够鼓励进一步探索碳-氮-磷模型，以了解全球碳循环。”