二氧化碳（CO₂）是植物进行光合作用制造有机物质的重要原料，大气中CO₂浓度升高（eCO₂）会导致植物的光合作用增强，提高生产率，这就是指CO₂的施肥效应。长期以来，eCO₂的施肥效应一直被视为未来全球粮食安全有效保障之一。然而，CO₂施肥效应容易受土壤养分胁迫影响。例如前人发现长期高CO₂条件下自然生态系统中土壤氮 (N)发生明显下降，导致eCO₂对植物的施肥效应逐渐下降甚至消失。目前，eCO₂对土壤磷循环的研究相对较少，且在不同的生态系统、培养条件和时间尺度上的结论不一。自然生态系统中更多是增加或维持土壤磷的有效性；农田生态系统零星研究发现，eCO₂会减少旱地土壤磷的有效性以及有机磷含量。这些已有研究基本基于中短期试验，目前尚缺少十年以上长时间尺度的FACE（Free-Air CO₂ Enrichment）试验，极大地限制了未来陆地生态系统磷循环的精准预测。
研究结果表明，长期CO₂ 浓度升高会导致稻田土壤磷有效性经历短期上升、长期显著下降，有机磷则呈现短期下降长期上升的趋势，且有效磷的显著降低与有机磷的增加趋势在高磷和低磷两个FACE试验中均得到证实。时间尺度上的差异性原因主要在于：初始阶段微生物作用增强了磷的净矿化作用，导致有机磷的消耗与有效磷的增加；土壤有效磷的源主要有两种途径，i）eCO₂显著增加作物产量与根的生物量导致有机磷库持续增加，部分有机磷通过矿化作用转化，ii）土壤中铁铝氧化物或钙质矿物结合态磷通过生物地球化学过程转化，但随着时间的延长，以上两种途径贡献的有效磷远不能弥补作物生长对磷的需求量，因此导致土壤有效磷的持续损耗。
 

气候变化,水稻土,磷