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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隊基于廣東鶴山長期氮磷添加實驗平臺，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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