南亚热带森林生态系统氮磷元素的化学计量学特征对气温上升的响应

Nitrogen (N) and phosphorus (P) are essential for plants, and they are often considered as limiting nutrients in terrestrial ecosystems. N and P cycles in terrestrial ecosystems are strongly coupled. Rising air temperature can have important consequences for N and P cycles through altering the above-ground plant growth and the below-ground ecological processes. However, the response of N and P dynamics and the coupling mechanism between them to rising air temperature in tropics and subtropics remains unclear due to the relatively high air temperature. Basing on the long-term experiment of rising air temperature at Dinghushan Forest Ecosystem Research Station, this project aims to study the effects of rising air temperature on N and P stoichiometry in subtropical forests. The N and P stoichiometry in the main dominant tree species, soils, microbes and enzymes in response to rising air temperature will be analyzed. The mechanisms of the N and P stoichiometry in forest ecosystems affected by rising air temperature will be revealed. Implement of this project would provide scientific basis for the sustainable management of forest ecosystems.

氮（N）和磷（P）作为植物生长所必需而又常见的限制性元素，二者在陆地生态系统内的循环是互相耦合的。气温上升对森林生态系统N和P循环的影响主要通过改变地上植物生长和地下生态学过程从而影响N和P养分在系统内的循环。在热带与亚热带地区，由于气温相对较高，有关温度升高对森林生态系统N和P动态及其相互耦合的研究相对缺乏。本项目基于鼎湖山站已拥有的实验平台——气温上升模拟实验，利用生态化学计量学手段，拟研究气温上升对南亚热带主要森林类型（季风常绿阔叶林、山地林和混交林）生态系统N和P元素的化学计量学特征的影响。通过本项目的研究，将阐明在气温上升的背景下，南亚热带不同森林类型优势植物、土壤、土壤微生物和土壤酶的N和P元素的化学计量学特征的变化情况；并将揭示气温上升导致森林生态系统N和P元素的化学计量学特征变化的潜在影响机制，为森林生态系统的可持续经营提供科学依据。

氮（N）和磷（P）作为植物生长所必需而又常见的限制性元素，二者在陆地生态系统内的循环是互相耦合的。气温上升对森林生态系统N和P循环的影响主要通过改变地上植物生长和地下生态学过程从而影响N和P养分在系统内的循环。在热带与亚热带地区，由于气温相对较高，有关温度升高对森林生态系统N和P动态及其相互耦合的研究相对缺乏。本项目基于鼎湖山站已拥有的实验平台——气温上升模拟实验，利用生态学化学计量学手段，拟研究气温上升对南亚热带主要森林类型（季风常绿阔叶林、山地林和混交林）生态系统N和P元素的化学计量学特征的影响。本项目研究结果表明：（1）增温有利于促进凋落物分解，释放更多植物可利用的P养分。（2）在混交林中，温度升高加快了土壤有机质的矿化分解，有利于提高土壤P有效性。在山地林中，增温导致植物快速增长，对P吸收增强，从而降低土壤P有效性。（3）虽然大气沉降会增加N和P的输入，然而，季节间降雨量差异明显导致大气P沉降的增加对缓解生态系统P缺乏的作用非常有限；在成熟森林——季风林中，由于土壤C的积累导致更多P被固存，土壤有效P水平较低，从而进一步加剧成熟森林生态系统受P的限制。本项目的研究揭示了气温上升导致森林生态系统N和P元素的化学计量学特征变化的潜在重要影响机制，为森林生态系统的可持续经营提供科学依据。本项目研究成果主要以论文形式提交，已经发表6篇SCI刊物论文和1篇中文核心，已经超出了本项目的预期研究成果。