植物氮(N)素獲取策略在調(diào)節(jié)植物生長和生態(tài)系統(tǒng)功能方面發(fā)揮著重要作用。通常認(rèn)為植物對養(yǎng)分的需求和獲取主要發(fā)生在生長季，而在光合作用不活躍、植物生長緩慢的非生長季，植物對養(yǎng)分的吸收非常有限，這使得有關(guān)森林植物氮素獲取的研究大多局限于生長季。然而，已有證據(jù)表明，植物在非生長季仍然具有相當(dāng)大的氮吸收能力和養(yǎng)分需求。忽視季節(jié)變化可能引起的土壤氮庫動態(tài)變化和植物氮吸收差異，很大程度上限制了對森林氮養(yǎng)分利用策略和生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)的認(rèn)知水平。 

　　基于此，中科院成都生物研究所森林生態(tài)過程與調(diào)控項目組尹華軍研究團隊以青藏高原東緣外生菌根真菌高度共生的亞高山針葉林為研究對象，采用原位穩(wěn)定同位素15N標(biāo)記技術(shù)，通過數(shù)學(xué)模型評估了生長季節(jié)和非生長季節(jié)亞高山針葉林對土壤不同形態(tài)氮素(NH4+、NO3-和氨基酸)的吸收偏好，并定量分析了不同氮素對植物氮養(yǎng)分吸收的相對貢獻。結(jié)果表明：1）盡管土壤無機氮是該區(qū)森林的主要氮源（土壤NH4+對植物總氮吸收量的貢獻率超過50%），但土壤有機態(tài)氮（氨基酸）在亞高山森林氮素供應(yīng)中也發(fā)揮了重要作用，是亞高山森林N養(yǎng)分吸收中的一種重要補充氮源，尤其在土壤氮素礦化受限更嚴(yán)重的非生長季（非生長季氨基酸對植物總氮吸收的貢獻率高達33.47%，顯著高于生長季的9.86%）；2）植物對不同形態(tài)氮素的吸收偏好呈現(xiàn)出顯著的季節(jié)動態(tài)變化（生長季轉(zhuǎn)向非生長季時，植物對土壤氨基酸的吸收偏好顯著增大），表明植物氮素吸收偏好調(diào)整可能是該區(qū)森林應(yīng)對季節(jié)變化的一種適應(yīng)性策略；3）通過結(jié)構(gòu)方程模型分析表明，隨季節(jié)波動的土壤溫度誘導(dǎo)了土壤不同形態(tài)氮庫的動態(tài)變化，這直接驅(qū)動了植物對不同形態(tài)氮素的吸收偏好發(fā)生了明顯的季節(jié)性變化。本研究結(jié)果為森林養(yǎng)分吸收具有明顯的季節(jié)性差異這一觀點提供了直接的試驗證據(jù)，并豐富和提升了對多變環(huán)境條件下森林養(yǎng)分獲取策略與適應(yīng)機制的認(rèn)知水平。 

　　上述研究結(jié)果近期以“Seasonal variations in plant nitrogen acquisition in an ectomycorrhizal alpine forest on the eastern Tibetan Plateau, China”為題發(fā)表在國際土壤學(xué)期刊《Plant and Soil》 (2020）上。該論文第一作者為成都生物研究所郭婉璣博士和美國克萊姆森大學(xué)張子良博士，通訊作者為尹華軍研究員。 

　　另外，研究團隊前期所開展的一項關(guān)于高寒森林根系/菌絲途徑調(diào)控植物氮吸收的研究也受到了國際同行的廣泛關(guān)注。2020年6月，應(yīng)國際土壤學(xué)權(quán)威期刊《Soil Biology & Biochemistry》主編Karl Ritz教授邀請，森林生態(tài)過程與調(diào)控項目組張子良博士和尹華軍研究員針對該研究中所提出的“根系途徑”和“菌絲途徑”概念框架、生態(tài)學(xué)內(nèi)涵（圖2）、以及本研究技術(shù)/方法的有效性和適用性進行了深入的討論。相關(guān)內(nèi)容近期以“Letter to the Editor”的形式發(fā)表在《Soil Biology & Biochemistry》 (2020)上，并得到了Karl Ritz教授高度評價。 

　　上述研究得到了第二次青藏高原科學(xué)考察研究、中科院前沿科學(xué)重點項目和國家自然科學(xué)基金等項目的聯(lián)合資助。 　　  

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　　圖1 亞高山針葉林植物氮素獲取的季節(jié)性變化概念模型 

　　 

　　圖2森林根際和菌絲際及其介導(dǎo)的土壤C-養(yǎng)分過程概念框架示意圖