氮沉降对亚热带常绿阔叶林优势树种径向生长和水分关系的影响机制

Atmospheric nitrogen deposition represents one of the most serious problems of global change. Radial tree growth can have influence on water relations through formulation of wood structure, and also influenced by water supply. Previous studies, however, focused little on interactions between radial tree growth and water relations. Furthermore, it remains unclear that how radial tree growth and water relations influenced by nitrogen deposition. In this project, typical dominant tree species in evergreen broadleaved forests in northern subtropical China will be subjected to in situ nitrogen deposition. Cambial activity and timings, hydraulic traits of xylem and leaf will be determined, with objectives to reveal mechanisms that how nitrogen deposition affect radial tree growth, water transport and vulnerability to drought. Results can be anticipated to provide important clues for better understanding the eco-physiological adaptive strategies of subtropical tree species in response to nitrogen deposition, and for making sustainable policies on forest management and accurate evaluation of carbon balance under global change.

大气氮沉降是当前全球变化中最为严峻的问题之一。树木径向生长通过决定木材结构形成而影响水分关系，同时水分供给也是树木径向生长的决定性因素。然而，目前关于径向生长与水分关系相互调控的机理尚缺乏深入的研究，同时对氮沉降所引发的影响机制认识十分有限。本项目依托野外氮沉降试验平台，以北亚热带季风常绿阔叶林常见优势树种为研究对象，通过长期监测树木形成层活动周期和强度、木质部和叶片水力功能性状，阐明氮沉降对亚热带常绿阔叶林优势树种径向生长、水分传输能力和抗干旱能力的影响机制。本项目研究结果可为深入了解亚热带树种应对氮沉降的生理生态策略提供参考，同时可为亚热带森林在全球变化背景下的碳平衡评估和可持续管理提供科学依据。

大气氮沉降是当前全球变化中最为严峻的问题之一。与温带和热带森林相比，位于二者过渡区域的北亚热带森林可能对氮磷养分输入有不一样的响应规律。同时，过往研究表明，氮沉降对植物水分关系有着复杂的影响，然而，目前我们仍然不清楚在不同土壤水分条件下氮沉降对亚热带森林植物的生长及水分关系的影响是怎样的。本项目选取我国亚热带常绿阔叶林中典型乡土树种，开展了野外长期氮、磷添加试验，以及氮添加、干旱交互控制试验，重点关注氮、磷添加及干旱如何影响植物的生长、气体交换能力以及水力性状。结果发现：（1）氮添加、干旱对豆科与非豆科植物的生长及生理生态特性的影响均存在着较大差异，同时在不同土壤水分条件下氮添加的影响效应不同。（2）即使处于较强的磷限制状态，长期氮添加仍可促进北亚热带森林植物对氮的吸收与同化。叶片气体交换能力在氮添加下显著提升并进一步促进了树木径向生长以及养分的累积，且氮、磷添加之间存在显著的交互作用。（3）长期氮添加可显著增加北亚热带森林植物木质部导管密度和导管组织占比，从而对木质部水分传导以及抗旱性产生影响。此外，长期氮添加降低了叶片膨压丧失点、叶片紧实度，并对气孔结构有显著影响。上述研究结果可为更深入了解氮沉降背景下亚热带森林植物的生理生态响应及适应策略，以及亚热带森林生态系统结构和功能的动态提供参考。