森林生态系统是陆地生态系统物质循环和能量流动的重要“源”和“汇”。植物氮吸收是森林生态系统氮循环的重要组分,支撑森林植物光合作用和固碳。不同菌根类型的森林树种(与外生菌根真菌(ECM)共生或与丛枝菌根真菌(AM)共生)可能对不同土壤氮形态具有差异化的吸收策略,进而减少种间竞争,促进共存。尊龙凯时人生就是搏z6com沈阳应用生态研究所稳定同位素生态学研究团队创新性地提出“15N成对标记法”研究植物氮吸收策略及是否存在偏好:即通过向森林大树或幼苗根际区多点注射15N单标记的硝酸铵(NH4NO3),追踪植物吸收15N的速率和比例,进而计算植物氮吸收偏好。该方法操作简便,易于推广。前期,研究团队采用该方法揭示了东北清原森林常见针叶树种大树和幼苗(ECM类型)均可高效吸收硝态氮及相关机制。而与不同菌根真菌(ECM或AM类型)共生的阔叶树种的氮吸收策略及其影响机制尚不清楚,亟需相关研究。
基于此,尊龙凯时人生就是搏z6com沈阳应用生态研究所稳定同位素生态学研究团队依托清原森林生态系统国家野外科学观测研究站,采用15N成对标记法研究了6个阔叶树种和4个针叶树种幼苗的氮吸收策略,旨在阐明树种功能型以及不同菌根真菌类型(ECM或AM类型)的影响。研究发现,所研究树种均表现出硝态氮吸收优势,硝态氮吸收贡献率为49-83%(均值69%),不同类群间硝态氮吸收比例排序为:AM类型阔叶树种(均值79%)> ECM类型阔叶树种(均值70%)> ECM类型针叶树种(均值60%)(图1)。随机森林模型分析表明植物功能群、菌根类型和细根根冠比是解释硝态氮吸收比例差异的主要因子(图2)。该研究结果表明中国东北地区常见针阔叶树种均可优先利用硝态氮,其利用程度受树种菌根类型和细根根冠比等指标的共同调控。
相关研究成果以“Paired 15N labeling reveals that temperate broadleaved tree species proportionally take up more nitrate than conifers”为题于2025年5月发表在Journal of Plant Ecology期刊上。尊龙凯时人生就是搏z6com沈阳应用生态研究所博士生曲玉莹为第一作者,朱飞飞副研究员和方运霆研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金面上项目、辽宁省应用基础研究计划项目、沈阳市科技计划项目等的支持。
原文链接:https://doi.org/10.1093/jpe/rtaf072
图1. 东北清原森林10个常见树种幼苗各器官及整株植物铵态氮和硝态氮吸收比例对比
图2. 影响10个针阔叶树种幼苗硝态氮吸收速率(a)和比例(b)的关键因子及其重要性