氮(N)素是植物生長所必須的元素之一,并對陸地生態系統凈初級生產力具有重要的影響。由于傳統觀點認為植物只能吸收利用土壤中的無機態N,導致目前關于土壤N循環的研究主要關注無機態N轉化過程及機理。然而,近年來隨著研究表明土壤有機態N(如氨基酸)也可被植物直接吸收與利用。目前人們對有關土壤有機態N循環及其生態效應的研究仍很缺乏,尤其是在非生長季,使得土壤有機態N在陸地生態系統N循環中的作用與貢獻的認知非常有限。我們的前期研究表明隨著土地利用方式的改變,與天然林相比,人工林土壤無機態N養分有效性嚴重受限。那么,人工林將通過何種養分獲取策略/機制以維持其生產力和群落穩定性,是一個值得關注的科學問題。
中國科學院成都生物研究所地下生態學學科組博士研究生張子良在劉慶研究員和尹華軍研究員的指導下,比較研究了川西亞高山兩種森林類型(天然針葉林和云杉人工林)土壤氨基酸庫及通量的時空動態變化,探討天然林與人工林植物養分獲取策略的差異以及土壤有機態N對植物N營養的貢獻。研究發現,兩種林分土壤有機態N表現出明顯的季節差異。具體而言,人工林土壤氨基酸庫及通量在生長季顯著低于天然林,而在非生長季卻顯著高于天然林。該研究表明,人工林植物可能形成獨特的養分經濟模式,通過調整N源獲取策略,使土壤氨基酸在非生長季成為人工林植物主要的N源來補償嚴重受限制的無機態N養分有效性,進而維持長期的森林生產力和穩定性。
研究結果近期已發表于國際土壤學期刊Soil Biology & Biochemistry 。
天然針葉林與人工云杉林不同養分經濟模式