来源:Soil Ecology Letters 发布时间:2021/11/29 10:53:45
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SEL| 前沿研究:氮添加对白羊草地群落中不同功能物种植物-土壤-微生物化学计量特征的影响

论文标题:Effects of nitrogen addition on plant–soil–microbe stoichiometry characteristics of different functional group species in Bothriochloa ischemum community(氮添加对白羊草地群落中不同功能物种植物-土壤-微生物化学计量特征的影响)

期刊:Soil Ecology Letters

作者:ZiWen Zhao, YanLi Qin, Yang Wu, WenJing Chen, Sha Xue, GuoBin Liu

发表时间:02 Aug 2021

DOI:10.1007/s42832-021-0112-4

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本研究以黄土高原四种典型草本植物为研究对象,在立地条件相似的草地群落中进行了三年的梯度氮添加试验,以探究不同植物-土壤-微生物系统对氮添加的响应。结果表明,植物和土壤微生物的化学计量均处于严格的稳态型,而伴生种比优势种似乎更容易受到磷限制的影响。

RESEARCH ARTICLE

Effects of nitrogen addition on plant–soil–microbe stoichiometry characteristics of different functional group species in Bothriochloa ischemum community

ZiWen Zhao, YanLi Qin, Yang Wu, WenJing Chen, Sha Xue, GuoBin Liu

Soil Ecology Letters,

doi:10.1007/s42832-021-0112-4.

论文链接:http://journal.hep.com.cn/sel

作为陆地生态系统氮(N)输入的主要来源,氮沉降对生态系统中的生物地球化学循环和功能稳定的影响愈发严重。草地是陆地生态系统的重要组成部分,在维持陆地生态系统平衡方面发挥着关键作用。因此,了解氮添加对草地生态系统的影响至关重要。本研究以黄土高原优势种白羊草和伴生种长芒草、铁杆蒿、无芒隐子草为研究对象,在立地条件相似的草地群落中进行了三年的梯度氮添加试验(0、3、6和9 g N m–2 y–1),以探究不同植物-土壤-微生物系统对氮添加的响应。结果表明,植物和土壤微生物的化学计量均处于严格的稳态型,而伴生种比优势种似乎更容易受到磷限制的影响。此外,本研究发现较高的氮添加浓度(6和9 g N m–2 y–1)促进了植物物种间化学计量生态位的重叠。矢量分析表明,根际微生物群落不受植物物种类型和氮添加水平的影响,在施氮过程中始终存在强烈的磷限制。然而,菊科植物(铁杆蒿)根系对其根际微生物的影响(总解释率为43.4%)大于对禾本科植物(白羊草、长芒草和无芒隐子草)根系的影响(总解释率分别为31.2%、17.0%和19.9%),这表明菊科植物根际可能存在更为激烈的养分竞争。总体而言,氮添加对不同功能群物种的影响有很大的差异性,对禾本科植物有显著的积极影响,而对菊科植物有显著的消极影响,这在今后的生态治理和恢复过程中应予以充分考虑。

摘要概念图

摘要

Nitrogen (N) deposition, the source of N input into terrestrial ecosystems, is exhibiting an increasingly serious impact on the biogeochemical cycle and functional stability of ecosystems. Grasslands are an important component of terrestrial ecosystems and play a key role in maintaining terrestrial ecosystem balance. Therefore, it is critical to understand the effects of nitrogen addition on grassland ecosystems. We conducted gradient N addition experiments (0, 3, 6, and 9 g N m−2 y−1) for three years in grassland communities with similar site conditions. We utilized four typical herbaceous plants, including the dominant species Bothriochloa ischemum (B. ischemum) and companion species Stipa bungeana (S. bungeana), Artemisia gmelinii (A. gmelinii), and Cleistogenes squarrosa (C. squarrosa), to explore how different plant–soil–microbe systems respond to N addition. Stoichiometric homeostasis analysis demonstrated that both plants and microbes were strictly homeostatic. However, the companion species were found to be more susceptible to P dominant species. Furthermore, aggravated overlap in stoichiometric niches between plant species were observed at the N6 and N9 levels. Vector analysis indicated that the vector angle was >45° regardless of plant species and N levels, suggesting that there was a strong P limitation in the rhizosphere microbial community. Variation partitioning analysis revealed that the Composite roots exhibited a greater effect (explaining 34.7% of the variation) on the rhizosphere microbes than on the Gramineae, indicating that there may be more intense nutrient competition in its rhizosphere. In general, the effects of N addition on species were different across functional groups, with a significant positive effect on the Gramineae (B. ischemum, S. bungeana, and C. squarrosa) and a significant negative effect on the Compositae (A. gmelinii), which should be fully considered in the future ecological management and restoration.

“土壤生态学”系列学术讲座

Soil Ecology Letters(SEL) 由高等教育出版社与中国科学院城市环境研究所共同主办,SpringerNature海外发行,旨在及时地反映土壤生态学研究的学术成果,报道国内外土壤生态学前沿领域的学术进展,发表文章类型主要包括Letter to editor、Perspective、Review、Rapid report、Research article、Commentary。

“土壤生态学”系列学术讲座依托中国科学院城市环境研究所、Soil Ecology Letters期刊与新媒体平台,致力于传播与分享土壤生态学前沿进展,促进土壤生态学科研工作者的交流。

期刊定位

SEL(Soil Ecology Letters) 2019年正式创刊。定位为土壤生态学领域类高水平科技期刊。旨在全球范围内充分、及时、全面地反映土壤生态学领域研究进展,报道国内外土壤生态学前沿领域高水平的学术成果。

报道领域

报道领域包括:土壤生物多样性、土壤互营和食物网、土壤微生物组、土壤—植物相互作用、土壤生物地球化学循环、土壤生物修复和恢复、土壤多功能性、土壤生物对环境变化的响应和适应、土壤生态过程的突破性技术、新理论和模型。

期刊栏目

期刊栏目包括:letter to editor, perspective, review, rapid report, research article, commentary。栏目不限于此,还可以有Image、News等。

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