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草学院研究团队发现基于单一形态氮添加预测氮沉降效应会存在偏差

  大气沉降的氮包括无机氮 (IN) 和有机氮 (ON),两种不同形态的氮可能对生态系统产生不同的影响。然而,目前对氮沉降效应的理解主要基于单一添加ON或IN的实验,导致对氮沉降影响生态系统生产力和生物多样性的理解可能存在偏差。草业与草原学院研究团队在典型温带草原开展了长期的不同IN:ON比率(0:10、3:7、5:5、7:3 和 10:0)的氮添加实验,探究了不同IN:ON比率对植物群落生产力和植物多样性的影响。此外,通过测量土壤pH、凋落物生物量、土壤IN浓度和光穿透率,解析了氮添加导致物种损失的潜在机制。

  

  结果发现,氮添加显著增加了68.33-105.50%的植物群落生产力,降低了16.20-37.99%的物种丰富度。IN:ON比率对植物群落生产力没有显著影响。然而,IN导致的物种丰富度损失约为ON导致的物种丰富度损失的2.34倍。土壤pH与物种丰富度呈正相关,并且它们对IN:ON比率表现出非常相似的响应模式。这意味着土壤酸化导致了IN和ON添加下不同程度的物种损失。总体而言,此研究表明,通过添加IN或ON来评估氮沉降对植物群落生产力的影响可能是合理的。但是,仅添加IN可能会高估氮沉降对生物多样性的影响,而仅添加ON则可能会低估氮沉降对生物多样性的影响。

  

不同IN:ON比例的氮添加对植物群落生产力(ANPP)(a),物种丰富度(b)和土壤pH(c)的影响以及物种丰富度和土壤pH的线性关系(d)。

  

  上述研究成果近日以The potential bias of nitrogen deposition effects on primary productivity and biodiversity为题,在国际生态学领域Q1区TOP期刊《Global Change Biology》(IF= 13.211)发表。中国农业科学院农业资源与农业区划研究所博士生柯玉广为第一作者,草业与草原学院庾强教授为通讯作者。本研究得到国家重点研发项目(2017YFA0604802)和国家自然科学基金(31270476)的共同资助。

  

  论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/gcb.16530