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地下根土界面過程參與調(diào)節(jié)氮沉降驅(qū)動的不同功能群植物的地上元素變化。中科院植物所供圖
“天蒼蒼，野茫茫，風(fēng)吹草低見牛羊?！币惶岬讲菰?，很多人就會聯(lián)想到這樣的景象。然而，在全球變化的大背景下，草原還會如此豐饒嗎？近日，中國科學(xué)院植物研究所研究員張文浩團隊在氮富集影響溫帶草原物種多樣性方面取得新進展。該研究從新的視角進一步揭示了草原不同功能群植物對氮富集的響應(yīng)，為深入理解全球變化背景下的草地生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)提供了新的認識。相關(guān)研究發(fā)表在《生態(tài)學(xué)雜志》。
張文浩研究組通過野外多個氮添加與土壤酸化控制實驗平臺，結(jié)合室內(nèi)模擬實驗，以根際過程為切入點，解析了典型草原不同物種和功能群對氮富集的響應(yīng)。
研究發(fā)現(xiàn)，與禾草相比，雜類草根系在氮富集條件下具有較強的酸化能力、較強的磷酸酶和有機酸分泌能力，導(dǎo)致雜類草具有較高的磷獲取潛力，進而導(dǎo)致葉片的總氮磷比對氮富集的響應(yīng)顯著低于禾草葉片的總氮磷比。此發(fā)現(xiàn)對傳統(tǒng)的“養(yǎng)分限制”假說和“化學(xué)計量”假說提出了新的挑戰(zhàn)
此外，研究人員通過動態(tài)監(jiān)測土壤理化性質(zhì)、植物生理指標和地上群落組成變化，發(fā)現(xiàn)氮富集導(dǎo)致草原植物物種的喪失具有階段性和物種依賴性特征，并且在不同的時間維度，物種喪失的主導(dǎo)機制不同。
大氣氮沉降導(dǎo)致全球范圍內(nèi)生物多樣性降低，極大地影響著生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能。因此，研究大氣氮沉降對草地生態(tài)系統(tǒng)的影響及作用機理，對于揭示和預(yù)測全球變化背景下草地生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)特征及草地生態(tài)系統(tǒng)的科學(xué)管理和可持續(xù)利用具有重要的理論和實踐意義。目前，針對氮沉降如何影響草地植物多樣性已開展了大量研究，但缺乏對氮富集背景下草地植物-土壤相互作用的系統(tǒng)研究。
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