基于此,中國科學院沈陽應用生態研究所土壤化學研究團隊依托科爾沁南緣草地,通過將河沙與土壤按不同質量比例進行人為混合,模擬草地沙化過程中不同程度的土壤粗化、貧瘠化現象,選取優勢物種寸草苔(Carex duriuscula,菌根侵染率通常低于5%)與委陵菜(Potentilla chinensis,菌根侵染率通常高于50%)為研究對象,將氮15配對標記技術與植物全元素(12種)測定相結合,探究兩種植物的生長特性如生物量、物種密度等對土壤貧瘠化的響應方式,及其與氮吸收特性、元素含量穩定性的關聯關系。研究發現,寸草苔的生物量、蓋度和物種密度隨沙化程度增加而下降,但委陵菜的相關指標未發生顯著變化。主要原因是由于寸草苔的元素含量具較高可塑性,如15NO3-與15NH4+含量隨土壤貧瘠化程度的升高而增加,可能表征其受氮限制加強;而其磷、硫、鎂、鈉及銅含量降低,嚴重影響與營養元素相關聯的植物生理生態過程;但委陵菜除磷、鉀外的營養元素含量均保持不變(見下圖)。此外,相較于寸草苔,委陵菜較高的營養元素含量及菌根侵染率,也可能是其在貧瘠環境中抗性較強的原因。
以上成果以Stability of elemental content correlates with plant resistance to soil impoverishment為題近期在線發表于Plant and Soil。沈陽生態所土壤化學組王汝振副研究員與遼寧省沙地治理與利用研究所呂林有副研究員為論文共同第一作者,姜勇研究員為通訊作者,劉賀永、李波等為共同作者;該研究得到國家自然科學基金面上項目(32071563、31870441)、中科院青促會人才項目等的資助。