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土壤氮素是植物生长发育的必需元素之一,在植物生长发育和形态建成中起着重要作用。然而,氮素亏缺一直是大多数森林生态系统普遍面临的问题,成为限制森林生态系统净初级生产力的重要因素。因此,研究森林生态系统植物氮素获取策略有助于更深层次地探讨植物对氮沉降等的响应,对于深入理解森林生态系统氮循环过程以及物种共存机制具有重要意义。为此,我们选择了三种分别处于我国三种气候带上的典型森林生态系统:温带落叶阔叶林(东灵山)、亚热带常绿阔叶林(千烟州)以及热带雨林(西双版纳)的30个优势树种作为研究对象,利用15N稳定性同位素示踪技术,研究它们的氮素获取模式。主要研究结果如下: 1、在东灵山温带落叶阔叶林中,所研究的8个优势树种对铵态氮的吸收(12.82±1.36μgN g-1 d.w.root h1)最快,其次是甘氨酸(2.99±0.47μgN g-1 d.w.root h-1),吸收最慢的是硝态氮,不到1μgN g-1 d.w.root h-1。在氮源贡献率方面,铵态氮对所有树种总氮吸收的贡献率平均为76%,显著高于甘氨酸的20%和硝态氮的4%。因此,这8个优势树种对氮素总体偏好趋势为铵态氮>甘氨酸>硝态氮。 2、在千烟州亚热带常绿阔叶林中,所研究的9个优势树种对甘氨酸的吸收最低,平均值为2.55±0.36μg N g-1 d.w.root h-1。对硝态氮的吸收(5.81±0.35μgNg-1d.w.root h-1)与对甘氨酸的吸收相当,但却明显低于对铵态氮的吸收(36.86±5.17μgN g-1 d.w.root h-1)。所有树种均对铵态氮表现出偏好,铵态氮对于它们总氮吸收的贡献率超过了80%;除了2个松属类植物,甘氨酸(4%)对于其他7个树种总氮吸收的贡献明显低于硝态氮(14%)的。植物对氮素偏好趋势为铵态氮>硝态氮>甘氨酸。与阔叶树相比,针叶树对甘氨酸态氮的吸收较高,对硝态氮的吸收较少;丛枝菌根型植物对硝态氮的吸收明显高于外生菌根型植物;演替晚期树种对硝态氮的吸收速率明显高于演替早期树种。这些发现表明铵态氮是亚热带森林优势树种利用的主要的氮源,甘氨酸也是植物可利用的重要的氮源,特别是松属类植物。 3、在西双版纳热带雨林森林生态系统中,所研究的13个优势树种均对铵态氮表现出偏好,铵态氮对于所有树种的贡献率平均为65%左右在氮吸收速率方面,对硝态氮的吸收较低,平均值为1.20±0.13μg N g-1 d.w.root h-1;对甘氨酸的吸收(2.39±0.28μg Ng-1 d.w.root h-1)略高于对硝态氮的吸收,但明显低于对铵态氮的吸收(6.88±0.60μgN g-1 d.w.root h-1)。热带树种对氮素总体偏好趋势为铵态氮>甘氨酸>硝态氮。 以上研究清晰表明,铵态氮和有机氮甘氨酸是这三种类型森林生态系统优势树种的重要氮源,特别是在温带针阔混交林和热带雨林,甘氨酸等有机氮的贡献率可达20%以上,而硝态氮对这些树种的贡献很低。