植物對自身養分回收效率的調節是其適應不同生境的重要策略。養分回收過程對于植物自身的養分調節和利用具有重要意義,同時對凋落物分解過程和生態系統養分循環也存在影響。多數研究僅僅關注的是植物葉片中的養分回收,對于其他營養器官(如:莖、根)中的養分回收狀況知之甚少。同時,大尺度上土壤養分狀況的變化對葉片中養分回收過程的影響已經基本研究清楚,而在微尺度上土壤養分狀況與植物養分回收的關系卻是未知的。
中國科學院沈陽應用生態所呂曉濤博士以中國科學院內蒙古草原生態系統定位研究站1999年圍封羊草樣地為依托,利用30個1m 1m的樣方,對優勢植物羊草、大針茅、冰草和西伯利亞羽茅等四種植物葉片和莖中的養分回收及其與微尺度上土壤水分和養分狀況的關系進行了研究。研究結果表明:從植物莖中回收的氮素占植物地上部分氮素回收總量的17%~36%,保留在枯萎的莖中的氮素占地上立枯總氮素量的25%~52%。這預示著非葉器官在植物氮素經濟和生態系統養分循環中扮演的角色可能高于人們的預期。另外,即使是在本實驗進行的極其微小的尺度上,土壤資源狀況對葉片和莖的氮素回收度有強烈影響。植物養分回收的可塑性可以解釋其葉片和莖養分回收度在小尺度內變異的86%和43%。這說明植物的可塑性在驅動生態系統功能方面有重要作用。通過本研究揭示了受土壤資源有效性的影響,植物凋落物質量在微尺度內也存在較大的變異,其可能反饋于土壤并維持微尺度上土壤養分條件的異質性。同時,生長于養分條件較好的土壤斑塊上的植物回收氮素的絕對量更多,可能有利于其競爭和繁殖。
以上研究結果發表于生態學領域主流雜志Journal of Ecology(IF=5.26)上。