工業(yè)革命以來，農(nóng)業(yè)施肥和大量使用化石燃料導(dǎo)致進入陸地生態(tài)系統(tǒng)的活性氮迅速增加。然而，目前學(xué)術(shù)界對于生態(tài)系統(tǒng)凈交換過程對連續(xù)氮輸入的響應(yīng)及調(diào)控因素、氮添加如何影響根系生產(chǎn)和周轉(zhuǎn)等科學(xué)問題的認識仍較為有限。
　　為解決上述科學(xué)問題，中國科學(xué)院植物研究所楊元合研究組以青藏高原高寒草原為研究對象，通過氮添加梯度實驗，分析了生態(tài)系統(tǒng)總初級生產(chǎn)力、凈初級生產(chǎn)力、生態(tài)系統(tǒng)呼吸和生態(tài)系統(tǒng)凈交換對不同氮水平的響應(yīng)及其與生物和非生物因子的關(guān)系。研究人員近日發(fā)現(xiàn)，高寒草原生態(tài)系統(tǒng)碳通量隨著施氮量的增加呈非線性變化，其中葉片氮磷比的變化顯著影響了這些參數(shù)對氮添加的響應(yīng)，而環(huán)境因子如土壤溫度、水分等對通量變化的解釋率較低。這一結(jié)果意味著氮添加引起的養(yǎng)分不平衡性在調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)碳通量方面起著重要作用。研究人員進一步基于全球尺度的整合分析發(fā)現(xiàn)，氮添加降低了根系生產(chǎn)和周轉(zhuǎn)速率，但是對根系現(xiàn)存量沒有顯著影響。這一發(fā)現(xiàn)不支持早期自然氮梯度研究中提出的“根系生產(chǎn)和周轉(zhuǎn)速率隨著氮有效性提高而增加”的假說，表明基于自然氮梯度得出的結(jié)論并不適用于氮添加模擬實驗。
　　該研究揭示了生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力和呼吸對連續(xù)氮輸入的響應(yīng)及其生態(tài)化學(xué)計量機制，闡明了根系生產(chǎn)和周轉(zhuǎn)對氮添加的響應(yīng)及其調(diào)控因素。相關(guān)研究結(jié)果為理解氮沉降增加背景下生態(tài)系統(tǒng)碳通量的變化提供了新認識，為發(fā)展地球系統(tǒng)模型提供了重要啟示。
　?。ㄔd于《中國科學(xué)報》 2017-06-26 第5版 創(chuàng)新周刊)