植物生态学报 ›› 2024, Vol. 48 ›› Issue (2): 147-157.DOI: 10.17521/cjpe.2023.0230
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耿雪琪1,唐亚坤2,王丽娜3,邓旭4,张泽凌1,周莹4
Xue-Qi GENG1,YA-KUN TANG2,WANG LiNa3,Xu DENG4,Ze-ling ZHANG1,Ying ZHOU4
摘要: 研究植物整体和地上、地下部分生物量和氮利用效率(nitrogen use efficiency, NUE)对氮添加的响应, 有助于了解全球氮沉降背景下中国陆地生态系统植物碳、氮循环的变化。然而氮添加对植物生物量和NUE的影响是否一致, 影响这种响应的主要因素仍不清楚。该研究收集整理了95篇已发表论文中有关中国人工氮添加实验的相关数据, 使用meta分析定量评估了氮添加对植物生物量分配和NUE的影响及其主要影响因素。结果表明: (1)氮添加在显著增加植物整体、地上和地下生物量的同时, 也显著降低了不同部分的NUE (p < 0.01), 但植物地上生物量的增加幅度(34%)高于地下生物量(5.3%), 而地下部分NUE (29.9%)的下降幅度高于地上部分NUE (15.4%); (2)植物整体和不同部分生物量及其NUE对氮添加的响应在不同生态系统类型、氮肥形式、施氮水平、持续时间和水分条件下均存在显著差异(p < 0.01), 且草地和荒漠生态系统对氮添加的响应明显高于其他生态系统类型; (3)影响植物整体、地上和地下生物量效应值的最主要因素均为土壤总氮含量, 植物整体和地上部分NUE的最主要影响因素均为施氮量, 而影响地下部分NUE效应值的最主要影响因素为氮肥形式。总之, 植物生物量和NUE在氮添加条件下的变化趋势相反, 两者分别主要受土壤总氮含量和施氮水平的影响, 这些发现可为未来氮沉降加重背景下植物碳、氮分配利用的相关研究和实践提供参考依据。