深入理解植物功能性状对养分添加的响应对于预测未来全球变化背景下草原植物群落组成与功能的变化趋势至关重要。然而截止目前,关于干旱半干旱区荒漠草原生态系统中氮磷养分添加如何协同影响植物叶片功能性状及其协调适应机制尚不清楚。
鄂尔多斯国家生态站站长黄振英研究团队,以内蒙古退化短花针茅(Stipa breviflora)草原为研究对象,采用随机区组裂区实验设计,基于连续两年5个氮水平和2个磷水平的养分添加野外原位控制实验,系统开展了氮磷养分添加对荒漠草原植物叶片与群落功能性状影响研究。结果表明,氮添加显著影响了除叶厚度之外其它绝大多数叶片形态与营养性状;无论磷添加与否,氮添加均显著提高了叶片氮含量,降低了碳氮比;氮添加显著提高了气孔导度,但除了蒺藜(Tribulus terrestris)以外,对光合速率并没有显著影响。与禾本科植物相比,一年生草本植物蒺藜在氮添加水平增加时表现出更强的竞争力(叶片氮含量、光合速率)。氮添加显著提高了群落功能性状,叶片氮含量、比叶面积、植株高度、气孔导度和光合速率,进而提高了群落地上生物量;磷添加显著提高了群落水平比叶面积,但降低了蒸腾速率和叶厚度。随着氮添加水平的增加,在低营养环境中占主导地位的资源保守型物种在高营养环境中逐渐被资源获取型物种所取代。本研究强调,在评估全球环境变化对草原群落组成与功能影响时,应充分考虑植物功能性状对养分添加的差异性响应以及物种之间不同的适应策略。
该研究成果发表于国际学术期刊Plant Physiology and Biochemistry。植物所已毕业硕士研究生刘乐人为论文第一作者,许振柱研究员和张峰副研究员为共同通讯作者,研究得到中国科学院战略性先导科技专项(A类)和科技部第二次青藏高原综合科考项目的资助。
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2025.109813

氮磷添加条件下荒漠草原优势植物叶片功能性状及其适应策略概念框图