植物克隆整合对土壤氮资源空间格局的影响

Essential resources and environmental conditions for plant growth and reproduction usually present heterogeneous pattern. As one of the most important essential elements for growth and development and factors influencing litter decomposition process, nitrogen element unevenly distribute in natural habitat. In heterogeneous environments, clonal plants efficiently use patchy resources through clonal integration to promote growth and reproduction of clonal plants. However, little is known about long-term effects of clonal integration on ecosystems. Clonal plants could redistribute resource in ecosystem, change allocation pattern of essential resources, which could impact ecosystem function. This study is based on theories of clonal plant ecology and ecosystem ecology, using methods of experimental ecology and functional ecology, and stable isotope technology, focusing on clonal integration. We aims to test 1) whether and how clonal integration affect clonal functional traits and nitrogen translocation and allocation, 2) whether this effect influence spatial pattern of soil nitrogen resource through litter and root decomposition, and 3) whether this effect impact structure and function of plant communities .

植物生长和繁殖的必需资源以及其所处的环境条件通常呈现出异质性分布格局。氮资源是植物生长发育所必需的营养元素之一，也是影响植物凋落物分解的重要因素之一。在自然生态系统中，土壤氮资源也通常为不均匀分布。在克隆整合的作用下，克隆植物可对生态系统中的氮资源进行水平空间的再分配，改变了原有的氮资源分配格局，从而可能对生态系统功能产生影响。本研究基于克隆植物生态学和生态系统生态学理论，运用实验生态学和功能生态学方法，以及稳定性同位素技术，以克隆植物独有的克隆整合现象为核心，主要研究植物克隆整合是否及如何改变克隆分株功能性状及克隆内氮资源转移分配格局，这种效应是否可以通过凋落物和根系分解从而影响土壤氮资源的空间分布格局，进而是否对植物群落的结构与功能产生影响。

植物生长和繁殖的必需资源以及其所处的环境条件通常呈现出异质性分布格局。氮资源是植物生长发育所必需的营养元素之一，也是影响植物凋落物分解的重要因素之一。在自然生态系统中，土壤氮资源也通常为不均匀分布。在克隆整合的作用下，克隆植物可对生态系统中的氮资源进行水平空间的再分配，改变了原有的氮资源分配格局，从而可能对生态系统功能产生影响。本研究基于克隆植物生态学和生态系统生态学理论，运用实验生态学和功能生态学方法，以及稳定性同位素技术，聚焦克隆植物独有的克隆整合现象，主要研究植物克隆整合是否及如何改变克隆分株功能性状及克隆内氮资源转移分配格局，这种效应是否可以通过凋落物分解从而影响土壤氮资源的空间分布格局，进而是否对植物群落的结构与功能产生影响。结果发现：1）克隆植物在不同资源条件下的对营养生长和繁殖的生物量分配比例基本保持动态平衡；2）异质性环境和植物性别均可影响克隆植物功能性状；3）克隆整合能改变克隆植物对化感作用的响应。以上结果为克隆植物及其整合改变氮资源的时空格局提供了实验依据。4）基于多个野外控制实验，发现克隆植物及其克隆整合影响环境资源和条件，并能减缓凋落物分解速率、改变氮素释放格局。本项目研究结果深化了对克隆植物的生态系统效应及其机理的认识，丰富了克隆植物生态学的知识内涵。