温带森林演替加剧了氮限制:来自叶片化学计量和养分重吸收的证据

作     者：Peng Zhang Xiao-Tao Lu Mai-He Li Tonggui Wu Guangze Jin Peng Zhang;Xiao-Tao Lü;Mai-He Li;Tonggui Wu;Guangze Jin

作者机构：Center for Ecological ResearchNortheast Forestry UniversityHarbin 150040China Forest DynamicsSwiss Federal Institute for ForestSnow and Landscape Research WSLCH-8903 BirmensdorfSwitzerland Erguna Forest-Steppe Ecotone Research StationCAS Key Laboratory of Forest Ecology and ManagementInstitute of Applied EcologyChinese Academy of SciencesShenyang 110016China Key Laboratory of Geographical Processes and Ecological Security in Changbai MountainsMinistry of EducationSchool of Geographical SciencesNortheast Normal UniversityChangchun 130024China East China Coastal Forest Ecosystem Long-term Research StationResearch Institute of Subtropical ForestryChinese Academyof ForestryHangzhou 311400China Key Laboratory of Sustainable Forest EcosystemManagement-Ministry of EducationNortheast Forestry UniversityHarbin 150040China 

出 版 物：《Journal of Plant Ecology》 (植物生态学报（英文版）)

年 卷 期：2022年第15卷第5期

页      面：1021-1035页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 0907[农学-林学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

基　　金：the National Natural Science Foundation of China(31870399,32071533) the Strategic Priority Research Program ofthe(Chinese Academy of Sciences(XDB31030000) 

主　　题：非生物因子和生物因子 森林演替 氮限制 氮磷比 养分重吸收效率 温带森林 

摘      要：森林生产力和碳汇功能在很大程度上取决于土壤氮和磷的有效性。然而,迄今为止,养分限制随森林演替的时间变化仍存在争议。叶片化学计量和养分重吸收是预测植物生长养分限制的重要指标。基于此,本研究测定了温带森林4个演替阶段所有木本植物叶片和调落叶中氮和磷的含量,并分析了演替过程中非生物因子和生物因子如何影响叶片化学计量和养分重吸收。研究结果表明,在个体尺度上,叶片氮磷含量在演替末期显著增加,而叶片氮磷比无显著变化氮的重吸收效率随演替显著增加,然而磷的重吸收效率先增加后减少:氮重吸收效率与磷重吸收效率的比值仅在演替末期显著增加。此外,植物氮素循环对土壤养分的响应比磷素循环更弱。在群落尺度上,叶片氮磷含量随森林演替呈现先降低后升高的趋势,主要受香农-维纳多样性指数和物种丰富度的影响:叶片氮磷比随演替而显著变化,主要由胸径的群落加权平均值决定:氮的重吸收效率增加,主要受物种丰富度和胸径的影响,而磷的重吸收效率相对稳定。因此,氮重吸收效率与磷重吸收效率的比值显著增加,表明随着温带森林演替,氮限制加剧。这些结果可能反映了较高生物多样性群落中物种间对有限资源的激烈竞争,强调了生物因子在驱动森林生态系统养分循环中的重要性,为中国温带和北方森林可持续经营的施肥管理提供了参考。