硅(Si)影响植物体内氮(N)和磷(P)的积累,然而以往的研究多集中在农田或控制实验中,往往忽略自然生态系统中Si的变化。在本研究中,我们旨在探讨我国北方草原这一富硅的陆地生态系统中植物和土壤中N、P和Si的动态,以及Si对N和P化学计量的影响。本研究进行了大范围采样,包括8种植物的样本、69个样方的植物群落的地上部分和相应的土壤剖面。结果表明,土壤剖面中N、P和可溶性Si(DSi)的分布主要由土壤性质决定,特别是土壤水分和pH,而植物元素浓度则由植物科和植物种决定。同一植物种内的N浓度也受到年平均温度的显著影响。此外,我们使用相关土壤和植被参数(如粒度、植被覆盖率)来指示退化程度,发现草地退化会降低土壤元素浓度和植物物种的N或P浓度。土壤中的DSi与植物中N和P浓度具有显著正相关(p < 0.05),等级方差分离的结果也说明Si对植物N和P浓度具有较强影响,而对N/P的影响相对较小。考虑到Si对植物生长的益处,未来退化草地恢复的管理应考虑Si生物地球化学循环。
土壤和植物元素间的相关性
第一作者为天津大学地科院郝倩老师,通讯作者为天津大学宋照亮教授。该研究得到国家自然科学基金(项目号:41701049, 41930862, 41571130042)和国家重点研发计划项目(批准号: 2016YFA0601002, 2017YFC0212700)资助。
相关论文信息:
Hao Q, Song ZL*, Zhang XD, Li Q, Yang WH, Yang SL, Tan QQ, 2022. Effects of Si on N and P stoichiometry in degraded grassland of northern China. Land Degradation & Development, 33(6): 960-973.
Hao Q, Yang SL, Song ZL*, Li ZC, Ding F, Yu CX, Hu GZ, Liu HY, 2020. Silicon affects plant stoichiometry and accumulation of C, N, and P in grasslands. Frontiers in Plant Science, 11: 1304.