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研究背景

植物凋落物分解在土壤肥力和土壤有机碳的形成中起着至关重要的作用，进而影响陆地生态系统碳氮循环。叶和细根是植物中碳氮周转最快的器官，凋落物分别位于地表和地下，在截然不同的生物和非生物环境中分解。凋落物位置和质量对生态系统碳氮动态有着强烈的影响，但目前有关植物功能型、器官、性状和凋落物位置之间的相互作用如何调控叶和细根凋落物碳氮周转的认识仍不清楚。

调控叶和细根凋落物碳氮释放动态和耦合性的模式图

中国植物学会种子科学与技术专业委员会副主任、中科院植物所黄振英研究员团队在半干旱区毛乌素沙地选择草本、豆科灌木和非豆科灌木这三类植物功能型的25种植物，将地表和沙埋处理的叶掉落物和沙埋处理的细根凋落物分别进行3至24个月的原位分解，研究其分解速率和碳氮动态及其调控机制。

结果显示，在相同的碳损失下，沙埋细根的氮损失高于叶，豆科灌木比非豆科灌木氮损失更大。与细根和非豆科灌木相比，叶片和豆科灌木的碳氮损失耦合性更强。因此，凋落物的碳氮释放动态和耦合性受凋落物位置和植物功能型的调节。在相同的碳释放下，豆科凋落物表现出更快的氮释放，表明在氮限制的半干旱生态系统中豆科植物在氮循环中的重要性。全球变化能够改变植物群落的功能组成及地上和地下凋落物的相对数量和质量，该研究揭示了凋落物位置和植物功能型对凋落物碳氮过程的影响机制，对于发展基于分解过程的碳氮循环模型具有重要意义。

该研究成果于11月14日在线发表于国际学术期刊Journal of Ecology上。中科院植物所黄振英研究组已毕业博士研究生Enkhmaa Erdenebileg和在读博士研究生王丛文为论文共同第一作者，黄振英研究员和刘国方副研究员为论文共同通讯作者。合作者荷兰阿姆斯特丹自由大学Johannes H.C. Cornelissen教授参与了该研究。

该研究得到政府间国际科技创新合作重点专项和中科院战略性先导科技专项（A类）的资助。

个人简介

黄振英研究员

黄振英研究员主要从事种子生态与植被更新、植物生理生态学、分子生态学研究。相关研究成果发表在Nature Communications, Ecology，Journal of Ecology等本学科国际主流期刊上。

（文章来源：中国科学院植物研究所）