Journal of Plant Ecology ›› 2026, Vol. 19 ›› Issue (1): 1-.DOI: 10.1093/jpe/rtaf131
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Yu An1, Yang Gao2,*, Jian Liu2, Yuqi Zhang2, Duojia Wang2, Hongyuan Ma1 and Shouzheng Tong1
摘要: 半干旱草原是生态脆弱区碳氮固存的重要载体,其固碳/氮能力受到植物根系性状的调控。然而,当前草地修复措施主要关注恢复目标物种的选择,忽略了地下根系互作网络对土壤碳/氮累积的贡献。本研究以中国半干旱区松嫩草原为对象,分析了禁牧时间对土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)储量的影响,以及恢复目标物种羊草(Leymus chinensis)和植物群落根系性状对SOC和TN变化的相对贡献。结果表明:1)SOC和TN含量均随禁牧年限增加显著上升,且二者之间显著正相关(R2 = 0.83,P < 0.001)。随着禁牧时间延长,SOC储量持续增加并于27年时达到峰值(79.89 t ha−1),而TN储量则在19年后趋于稳定(9.46 t ha−1)。2)沿着禁牧时间序列,恢复目标物种与群落水平根系功能性状与SOC和TN表现出相似的时间动态特征。3)方差分解分析显示,群落根系性状对土壤SOC/TN储量的独立贡献高于恢复目标物种。随机森林模型分析的结果显示,群落根碳含量(RCC)、根重(RW)、根直径(RD)和比根长(SRL)是SOC和TN积累的关键预测因子。结构方程模型进一步发现,禁牧降低了群落SRL,负向调控RCC和RD,进而促进了SOC和TN的累积。上述结果表明植物群落功能性状(尤其是性状间权衡关系)比恢复目标物种在调控土壤生态功能方面的作用更为关键,相关结果建立了基于功能性状的新生态恢复框架,为半干旱区草原恢复提供理论基础。