黑土生态系统演化过程主要经历了自然黑土、无肥耕地、施化肥耕地、化肥配施有机肥耕地几种土地利用方式，不同土地利用方式下土壤磷素肥力差异较大。本研究目的是明确黑土生态系统演化过程中不同土地利用方式下土壤磷素肥力的变化趋势，找出土壤磷素形态变化及磷素循环的驱动因子，优化土壤磷素管理体制。试验利用设置在海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站内的长期定位试验中的3种土地利用方式下的5个处理（裸地、草地、无肥耕地、施化肥耕地、化肥配施有机肥耕地）来模拟农田黑土演化过程中不同阶段的土地利用方式。通过对各处理土壤基本理化性质的测定和1985年～2005年耕地中作物产量和施肥数据的整理，探讨不同土地利用方式下黑土磷素的消长规律。采用蒋柏藩-顾益初无机磷分级体系对土壤无机磷进行分组，并采用灼烧法测定土壤有机磷含量，进而探讨不同土地利用方式下土壤磷的形态转化及其驱动机制。采用Haseman法测定土壤磷的吸附特性，采用Cooke法测定土壤磷的释放特性，用来作为探讨土壤供磷能力的依据。利用2006年的盆栽耗竭试验探讨不同土地利用方式下的土壤的供磷能力和磷肥利用率。研究结果表明：经过21年长期定位试验后，5个处理土壤的磷素肥力发生了显著的变化。裸地和草地没有人为的磷输入输出，无肥耕地中土壤磷净损失174kg ha^-1，施化肥耕地土壤磷净盈余96 kg ha^-1，化肥配施有机肥耕地土壤磷净盈余504 kg ha^-1。磷的净投入增加了0-20cm土层中的速效磷和全磷含量。NaHCO₃提取的Ca₂-P和NH₄Ac提取的Ca₈-P的量的大小顺序为化肥配施有机肥耕地＞施化肥耕地＞无肥耕地＞草地＞裸地。H₂SO₄提取的Ca₁₀-P的量，裸地最低，化肥配施有机肥耕地最高，其它处理相似。NH₄F提取的Al-P和NaOH-Na₂CO₃提取的Fe-P的量，无肥耕地最低，化肥配施有机肥耕地最高。在无机磷组分中，Ca₂-P，Ca₈-P和Al-P所占比率随磷投入的增加而增大，而Fe-P，闭蓄态P和Ca₁₀-P所占比率随磷投入的增加而减小。各处理土壤磷的吸附强度大小顺序为无肥耕地＞草地＞施化肥耕地＞裸地＞化肥配施有机肥耕地，土壤磷的释放量及释放速率大小顺序为化肥配施有机肥耕地＞＞施化肥耕地＞无肥耕地＞草地＞裸地。土壤供磷能力人小顺序为化肥配施有机肥耕地＞施化肥耕地＞草地＞无肥耕地＞裸地。磷肥利用率大小顺序为无肥耕地＞草地＞裸地＞施化肥耕地＞化肥配施有机肥耕地。研究结论为草地中自然植被的覆盖有利于土壤磷素肥力的保持；施肥可提高土壤磷素肥力并且有利于磷从植物有效性低的形态向植物有效性高的形态转化；施用猪粪显著降低了土壤对磷的吸附并增加了磷的释放。本研究中化学磷肥和有机磷肥的施用量明显超出作物需求，应该适当降低施用量。尽管磷在黑土中的垂直移动是微小的，但土壤中的有效磷（Olsen-P）含量在裸地和草地中随时间的延长而降低。土壤有效磷含量的降低是否是由于雨季的地表径流导致磷损失引起的还有待于进一步研究。