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長期氮磷添加重塑了亞熱帶人工林樹種的元素分配及其網(wǎng)絡(luò)關(guān)系
氮沉降會改變生態(tài)系統(tǒng)元素循環(huán)，主要是加劇磷限制并引發(fā)多種養(yǎng)分元素失衡。雖然施加磷可提升磷有效性，緩解由氮沉降帶來的負(fù)面效應(yīng)，但熱帶樹木在器官水平的元素分配及其相互關(guān)系如何響應(yīng)氮磷添加，仍不明確。
中國科學(xué)院華南植物園鼎湖山站研究團(tuán)隊(duì)基于廣東鶴山長期氮磷添加實(shí)驗(yàn)平臺，選取我國南方兩種典型人工林樹種——尾葉桉和大葉相思為研究對象，探討長達(dá)十年的氮磷添加( N， P， NP)對其器官水平元素濃度及其網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的影響。結(jié)果表明，長期 N下，兩種樹種均能維持大量元素(N，P，S，K，Na，Ca和Mg)在器官水平的濃度穩(wěn)定，但微量元素在尾葉桉的根(Al和Fe)和大葉相思的葉片(Fe)中發(fā)生顯著變化。長期 N和 NP下，兩種樹種器官水平的P和Na均升高，但K濃度降低，尤其以葉片中的變化最為明顯。而且，長期氮磷添加改變了元素間的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系(圖1)：長期 N增強(qiáng)了兩種樹種中S與其他元素的相互關(guān)系;長期 P使大葉相思中P與其他元素解耦;長期 NP則使得尾葉桉中P與其他元素解耦，同時減少兩種樹種中多種元素之間的網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)。這些元素相關(guān)性的轉(zhuǎn)變預(yù)示著可能對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
研究結(jié)果揭示了熱帶樹木通過動態(tài)調(diào)節(jié)器官水平的元素分配、重構(gòu)元素間相互關(guān)系，以響應(yīng)氮磷添加引發(fā)的環(huán)境變化，為理解全球變化背景下熱帶森林的養(yǎng)分循環(huán)與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性提供了重要見解。相關(guān)研究結(jié)果以“Decadal N and P addition reshapes multi-element allocation patterns and network interaction in subtropical plantation trees” 為題近期發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Tree Physiology(《樹木生理學(xué)》)上。中國科學(xué)院華南植物園黃娟副研究員為論文第一作者兼通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。
圖1.尾葉桉和大葉相思中元素之間的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系.C, 對照; N, 氮添加; P, 磷添加; NP, 氮磷添加.
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