植物凋落物分解是陆地生态系统碳、氮循环的重要生态过程，对营养元素循环和地上生产力形成具有重要影响。目前，国内外研究对降水格局变化及氮沉降对生态系统碳、氮循环的影响有较多关注。模型预测全球和区域尺度上未来的降水格局及氮沉降还将发生显著变化。在模拟氮沉降和降水增加条件下，中国北方干旱半干旱草地优势植物凋落物的分解过程及养分释放特征的研究，可为全球变化背景下陆地生态系统元素的生物地球化学循环提供基础数据。
依托中科院多伦恢复生态学实验站2005年建立的水分和氮素添加控制实验平台，土壤化学组王雪博士和徐柱文博士等对优势植物（冰草、克氏针茅和冷蒿）在氮、水添加下的凋落物质量分解及养分释放状况进行了系统研究。研究结果表明，经过2011-2014年3年的凋落物分解试验，杂类草（冷蒿）凋落物质量分解及养分释放速率显著快于禾草（冰草和克氏针茅）（图1，3）；3种凋落物前期质量损失的主要原因是非结构性碳水化合物（NSC）的分解（图2）。增水和氮添加加速了冰草凋落物的质量损失，而对冷蒿凋落物无显著影响；氮添加对克氏针茅凋落物分解有显著的正效应（图1）。经过3年的分解，3种凋落物释放氮元素和钾元素，富集钙元素；冷蒿凋落物释放磷元素和镁元素，而冰草和克氏针茅凋落物富集磷元素和镁元素（图3）。
上述结果于2017年9月24日在以Responses of litter decomposition and nutrient release rate to water and nitrogen addition differed among three plant species dominated in a semi-arid grassland为题在Plant and Soil上发表。该研究得到国家重点研发计划课题（2016YFC0500707）、国家自然科学基金（41371251、31370009、41371056）、中科院沈阳应用生态所青年创新群体项目（2014174）及中瑞合作项目（EG06-032015）资助。
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图1.氮水添加对冰草、克氏针茅和冷蒿3年间凋落物质量分解速率的影响
图2.氮水添加对3种凋落物3年间非结构性碳水化合物损失的影响
图3.经过3年的分解，3种植物凋落物释放氮、磷、钾、镁、钙的情况
