東北地理所在揭示沼生植物對水和氮脅迫的適應(yīng)策略方面取得重要進(jìn)展
植物生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)主要研究植物器官碳（C）、氮（N）、磷（P）等元素含量的計(jì)量特征以及它們與環(huán)境因子之間的關(guān)系。以往的濕地植物生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)研究大多集中在正常環(huán)境狀況下單一器官的元素濃度響應(yīng)上，很少延伸到脅迫條件。水脅迫(干旱/淹水脅迫)和養(yǎng)分脅迫是濕地植物面臨的主要脅迫，且與植物生態(tài)化學(xué)計(jì)量密切相關(guān)。葉、莖和根作為植物的主要器官，其生態(tài)化學(xué)計(jì)量在環(huán)境脅迫下如何響應(yīng)及是否存在協(xié)同作用并不清晰。同時(shí)，由于不同物種對水和營養(yǎng)的耐受性不同，可能導(dǎo)致其生態(tài)化學(xué)計(jì)量的響應(yīng)也不同。因此，從生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)的角度探索植物在逆境下的適應(yīng)策略是一個(gè)重要但尚未被充分探索的研究課題，多物種和多器官的綜合研究將為揭示濕地植物適應(yīng)機(jī)制提供重要參考。
東北地理所濕地生態(tài)系統(tǒng)管理學(xué)科組研究人員以毛薹草等6種沼生草本植物為研究對象，通過模擬水和氮脅迫來揭示濕地植物對脅迫環(huán)境的營養(yǎng)適應(yīng)策略。研究結(jié)果表明：水和氮脅迫下，植物各器官C濃度保持穩(wěn)定，N濃度呈上升趨勢。交互作用僅僅促進(jìn)了植物地上部分N濃度的積累。個(gè)別植物也通過改變器官C濃度來適應(yīng)水脅迫，通過調(diào)節(jié)根系N濃度來適應(yīng)干旱/淹水與高氮的聯(lián)合脅迫。同時(shí)，植物也通過協(xié)同葉和莖的N元素及葉和根的P元素來適應(yīng)上述脅迫。綜合分析表明水體氮脅迫對器官元素濃度的影響大于水脅迫，物種屬性決定器官的C:N:P比率。上述發(fā)現(xiàn)揭示了養(yǎng)分在不同器官間的分配和協(xié)同是植物適應(yīng)逆境脅迫的重要策略。另外，隨著氮沉降和農(nóng)業(yè)氮肥施用量的增加，水體氮可能是濕地植物生長不容忽視的脅迫源，而物種屬性在接下來的管理措施中應(yīng)給予足夠的重視。
研究成果近期在線發(fā)表于環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域Top期刊Science of the Total Environment上，由濕地生態(tài)系統(tǒng)管理學(xué)科組碩士研究生周夢蝶（第一作者）和婁彥景研究員（通訊作者）等共同完成。該研究得到國家自然科學(xué)基金(No.42171065，41671109和41371107)等項(xiàng)目的資助。
論文信息及鏈接如下：Mengdie Zhou, Xianglong Jin, Ming Jiang, Xianguo Lü, Yanjing Lou. 2023. Helophytes adapt to water and N-enrichment stresses by adjusting and coordinating stoichiometry characteristics in main organs. Science of The Total Environment, 898, 165538. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.165538.
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