摘要
植物的养分及化学计量比在一定程度上反映了植物的养分状态及其对土壤养分的需求，叶片氮∶磷(N∶P)通常被用来判断植物生长所处的N、P限制水平。植物性状是植物个体水平的生理生态特征，由遗传因素和环境条件共同决定。在资源限制的环境中，植物是通过植物体部分器官（如根、茎、叶片）或者整个植物体的生理、形态等性状的变化，提高获取限制养分的能力或者降低对限制资源的需求，进而适应或响应周围环境的变化。因此，植物的养分与性状是研究植物适应策略的重要特征。随着全球经济的快速发展，工、农业活动导致人类向大气排放的活性N越来越多，自然N沉降速率极高（尤其是在热带、亚热带地区）。研究发现，N沉降会造成植物养分供应不平衡等，对生态系统及养分的生物地球化学循环产生深远影响。但添加氮对热带、亚热带森林植物的养分和性状将产生何种影响，磷添加是否可以缓解N沉降对植物的影响，目前均还没有定论，因此，继续开展N、P添加的响应研究，对我们了解未来N沉降下植物的生存、生长有重要作用。 本研究在两个亚热带典型人工林（相思林与桉林）中开展野外模拟施肥实验，设置4个处理:对照（CK，不施肥）、施N肥(N，50kgNha-1yr-1)、施P肥(P，50kgPha-1yr-1)、同时施N、P肥(NP，50kgNha-1yr-1+50kgPha-1yr-1)，每个处理3个重复。累积施肥8年后采集土壤以及林冠层以及林下层优势物种（2种木本植物和5种草本植物）的叶片、根，测定植物根与叶片的C、N、P养分及性状（叶面积，根长等），同时测定土壤氮、磷相关酶的活性，分析探究长期N、P添加对南亚热带森林植物养分及性状的影响及机理。其中，与磷相关的酶磷酸单脂酶(Phosphomonolipase，PME)和磷酸二脂酶(Phosphodiesterase，PDE)水解有机磷，与氮相关的酶β-1，4-乙酰氨基葡糖苷酶(β-1，4-acetylglucosaminidase，NAG)和L-亮氨酸氨基肽酶(L-leucineaminopeptidase，LAP)产生小分子含氮物质。本研究主要结果如下: (1)单独施N对植物根与叶片的C、N、P养分没有显著影响，但单独施P和同时施N、P下，植物TP含量增加，C∶P与N∶P显著降低;此外，植物根际磷相关酶(PME、PDE)的活性显著降低; (2)植物叶片和根的C∶P、N∶P变化均与土壤TP、C∶P、N∶P的变化呈极显著相关关系，且土壤N∶P可以解释PME、PDE酶活性变化的35％-44％; (3)施肥处理对植物根和叶片性状影响较小，植物根、叶的TN是其结构性状的主要影响因素。 这些研究结果说明(1)所研究的亚热带人工林植物生长受到磷限制而不是氮限制，氮添加没有加剧其磷限制水平;施加P提高森林土壤P的供应，可以缓解植物的养分限制;同时，植物下调与P相关的土壤酶的生产投资，维持植物体内各器官的养分平衡。(2)植物器官的N含量在一定程度上影响植物性状的可塑性，但长期氮和磷输入对所研究森林植物性状的影响较弱，说明植物在长期养分富集的环境下可以保持性状的相对稳定。 总的来说，本研究揭示了长期养分添加对亚热带森林植物的C、N、P养分及性状的影响以及潜在机制。研究结果不仅完善了我们对N沉降影响森林植物的认识，阐明了P元素对亚热带人工林植物生长的重要性，并发现了N在植物结构性状的可塑性及植物策略方面的重要意义;研究结果丰富了养分添加对植物适应性影响的理论框架，可以为森林的管理和保护、植物群落动态研究以及区域氮磷循环模型的完善提供理论依据。
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