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Xiaoqing Duana,b, Guang Zhaoa,*, Nan Conga,b, Zhoutao Zhenga,b, Yixuan Zhua, Shenggong Lia,b, Jun Yanc, Mengke Caid, Mengxue Liua, Xiao Liua, Yangjian Zhanga,b,e
aNaqu Alpine Grassland Ecosystem National Observation and Research Station, Key Laboratory of Ecosystem Network Observation and Modeling, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
bUniversity of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
cNagqu Agricultural and Animal Husbandry Science and Technology Research and Promotion Center, Nagqu 852000, China
dCollege of Tourism, Wuyi University, Wuyishan 354300, China eSchool of Life Sciences, Hebei University, Baoding 071002, China
*Corresponding author. E-mail: zhaoguang@igsnrr.ac.cn
摘要: 降水是调控植物生态化学计量特征的关键气候驱动因子,对生态系统功能具有重要影响。然而,植物地上与地下组织对降水变化的响应机制,尤其在高寒生态系统中,仍不明晰。本研究利用青藏高原1500 km降水梯度样带,系统测试并分析了高寒草地生态系统中植物与土壤的碳 (C)、氮 (N)、磷 (P) 化学计量特征。结果表明,植物地上部C、N、P平均含量 (389.39 g kg–¹、15.32 g kg–¹、1.22 g kg–¹) 与土壤养分含量 (8.12 g kg–¹、0.94 g kg–¹、0.39 g kg–¹) 均低于内蒙古草原,反映出高寒干旱环境存在养分限制。此外,降水对植物化学计量格局变化具有主导作用,植物地上与地下组织呈现相反的响应模式:随降水增加,地上部分C含量、C:N和C:P显著降低,而地下组分则升高。植物地上组织N、P含量高于地下部分,反映出更强的内稳性调控能力。土壤C、N含量随降水增加而上升,但土壤P含量下降,指示该生态系统存在P限制特征。植物C:N和N:P分别与土壤化学计量呈负相关和正相关关系,印证了不同器官特异的养分调控策略。本研究揭示了植物不同组分的非对称化学计量响应特征,以及地下养分动态在植物适应降水格局变化中的关键作用。本研究对深入理解气候变化背景下高寒生态系统养分循环的地下过程调控机制具有重要意义。