基于此，中科院成都生物研究所森林生態(tài)過程與調(diào)控項(xiàng)目組尹華軍研究團(tuán)隊(duì)以青藏高原東緣外生菌根真菌高度共生的亞高山針葉林為研究對(duì)象，采用原位穩(wěn)定同位素15N標(biāo)記技術(shù)，通過數(shù)學(xué)模型評(píng)估了生長季節(jié)和非生長季節(jié)亞高山針葉林對(duì)土壤不同形態(tài)氮素(NH4+、NO3-和氨基酸)的吸收偏好，并定量分析了不同氮素對(duì)植物氮養(yǎng)分吸收的相對(duì)貢獻(xiàn)。結(jié)果表明：1）盡管土壤無機(jī)氮是該區(qū)森林的主要氮源（土壤NH4+對(duì)植物總氮吸收量的貢獻(xiàn)率超過50%），但土壤有機(jī)態(tài)氮（氨基酸）在亞高山森林氮素供應(yīng)中也發(fā)揮了重要作用，是亞高山森林N養(yǎng)分吸收中的一種重要補(bǔ)充氮源，尤其在土壤氮素礦化受限更嚴(yán)重的非生長季（非生長季氨基酸對(duì)植物總氮吸收的貢獻(xiàn)率高達(dá)33.47%，顯著高于生長季的9.86%）；2）植物對(duì)不同形態(tài)氮素的吸收偏好呈現(xiàn)出顯著的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化（生長季轉(zhuǎn)向非生長季時(shí)，植物對(duì)土壤氨基酸的吸收偏好顯著增大），表明植物氮素吸收偏好調(diào)整可能是該區(qū)森林應(yīng)對(duì)季節(jié)變化的一種適應(yīng)性策略；3）通過結(jié)構(gòu)方程模型分析表明，隨季節(jié)波動(dòng)的土壤溫度誘導(dǎo)了土壤不同形態(tài)氮庫的動(dòng)態(tài)變化，這直接驅(qū)動(dòng)了植物對(duì)不同形態(tài)氮素的吸收偏好發(fā)生了明顯的季節(jié)性變化。本研究結(jié)果為森林養(yǎng)分吸收具有明顯的季節(jié)性差異這一觀點(diǎn)提供了直接的試驗(yàn)證據(jù)，并豐富和提升了對(duì)多變環(huán)境條件下森林養(yǎng)分獲取策略與適應(yīng)機(jī)制的認(rèn)知水平。
上述研究結(jié)果近期以“Seasonal variations in plant nitrogen acquisition in an ectomycorrhizal alpine forest on the eastern Tibetan Plateau, China”為題發(fā)表在國際土壤學(xué)期刊《Plant and Soil》 (2020）上。該論文第一作者為成都生物研究所郭婉璣博士和美國克萊姆森大學(xué)張子良博士，通訊作者為尹華軍研究員。
另外，研究團(tuán)隊(duì)前期所開展的一項(xiàng)關(guān)于高寒森林根系/菌絲途徑調(diào)控植物氮吸收的研究也受到了國際同行的廣泛關(guān)注。2020年6月，應(yīng)國際土壤學(xué)權(quán)威期刊《Soil Biology & Biochemistry》主編Karl Ritz教授邀請(qǐng)，森林生態(tài)過程與調(diào)控項(xiàng)目組張子良博士和尹華軍研究員針對(duì)該研究中所提出的“根系途徑”和“菌絲途徑”概念框架、生態(tài)學(xué)內(nèi)涵（圖2）、以及本研究技術(shù)/方法的有效性和適用性進(jìn)行了深入的討論。相關(guān)內(nèi)容近期以“Letter to the Editor”的形式發(fā)表在《Soil Biology & Biochemistry》 (2020)上，并得到了Karl Ritz教授高度評(píng)價(jià)。
上述研究得到了第二次青藏高原科學(xué)考察研究、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的聯(lián)合資助。
圖1 亞高山針葉林植物氮素獲取的季節(jié)性變化概念模型
圖2森林根際和菌絲際及其介導(dǎo)的土壤C-養(yǎng)分過程概念框架示意圖