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近日，西南民族大学四川若尔盖高寒湿地生态系统国家野外科学观测研究站王志强研究员团队在植物科学顶级期刊New Phytologist和环境科学与生态学TOP期刊Science of the Total Environment分别以“Global patterns and controlling factors of tree bark C:N:P stoichiometry in forest ecosystems consistent with biogeochemical niche hypothesis”和“Nitrogen and phosphorus allocation in bark across diverse tree species”发表两篇高水平论文。
研究内容一：全球森林生态系统树皮碳、氮、磷化学计量分布格局及其驱动因子
在广袤的森林生态系统中，每一棵树木都拥有一层独特的外衣——树皮。树皮不仅是树木的保护层，还在生长、防御和生态功能中扮演着至关重要的角色，其主要功能包括：保护树木免受物理伤害、抵御病原体和害虫的侵袭，以及调节树木内部的水分和养分运输，此外部分树皮还通过参与光合作用为树木提供额外的能源。树皮中的化学元素含量和比例组成是树木适应环境变化的关键。其中，碳（C）、氮（N）和磷（P）是构成树皮及其功能的基础元素，树皮C:N:P化学计量特征（含量和比例）反映了树木的生理限制和生态适应策略，不仅影响树木的生长和繁殖，还与森林生态系统中养分循环和森林碳库大小紧密相关。尽管树皮C:N:P化学计量特征对森林生态系统至关重要，但在全球尺度上，树皮C:N:P化学计量学的分布格局及其驱动因子的研究却相对匮乏。树皮作为树木的重要组成部分，其C:N:P化学计量在全球森林生态系统中的作用和影响尚未被充分认识和量化。
基于全球550个森林样点的1240个树皮C、N和P化学元素观测数据，研究发现：（1）树皮C、N、P元素含量及其化学计量比特征表现出很强的变异性；（2）树皮C、N、P元素含量及其比例在不同植物功能群之间存在显著差异；（3）树皮C元素与N、P元素呈现出相反的纬度格局；（4）树皮化学计量特征受气候、土壤和植被类型综合影响；（5）基于“生物化学生态位”假说，进一步发现树木进化史对树皮化学计量特征的影响巨大。这一研究首次量化了树皮的化学计量特征的分布格局及其影响因素，为森林生态系统管理和实践提供了宝贵的数据支持，增强了我们对树皮养分化学计量的认识，并对全球森林生态系统养分循环和模型构建具有重要意义。
上述研究结果以“Global patterns and controlling factors of tree bark C:N:P stoichiometry in forest ecosystems consistent with biogeochemical niche hypothesis”为题，发表在植物科学领域顶级期刊New Phytologist上。西南民族大学四川若尔盖高寒湿地生态系统国家野外科学观测研究站为第一标注单位，龚海洋助理研究员为论文第一作者，王志强研究员为通讯作者，合作者还包括中山大学黄恒副教授，中国科学院植物所严正兵研究员，西班牙巴塞罗那自治大学Jordi Sardans和Josep Peñuelas教授。
文章链接：http://doi.org/10.1111/nph.20119
研究内容二：全球森林生态系统树皮氮、磷元素分配策略
植物营养元素分配是连接植物养分获取和生态系统物质循环以及能量流动的重要环节。其中氮（N）元素和磷（P）元素是陆地植物最主要的两种限制性元素，研究植物不同器官中N、P元素的分配关系能反映出不同环境条件下植物生长，繁殖、养分储存以及生活史对策。树皮作为树木最外层的器官，不仅是重要保护组织，还在物质能量积累、光合作用、水分及其养分运输等过程中的发挥着重要作用。以往研究将“茎”视为单一的器官，未将木材（次生木质部）和树皮区分研究。因此了解树皮N、P元素分配方式，以及N、P元素分配如何对不同环境条件做出响应有助于我们揭示植物的进化策略，为全球物质循环机理模型提供支持。
本研究基于来自全球557个采样点335个树种，1246对树皮N和P元素观测数据，在异速生长理论框架指导下，阐明了树皮中N和P元素分配策略。研究结果表明：（1）全球陆地森林生态系统尺度上，树皮N和P元素的异速分配指数为0.69，这一指数略高于叶片（0.66）和小枝（0.67）并支持生长速率假说，即树皮生长需要P元素的比例大于N元素来支持快速蛋白质合成，导致N、P元素的分配指数小于1.0；（2）N、P元素的异速分配指数在植物功能群和生物区系水平以及位点水平存在显著的差异。具体表现为树皮N、P元素的异速指数随土壤N和P元素的升高而升高，与年均温（MAT）和年降水量（MAP）没有显著相关性。土壤氮、磷养分的交互作用是解释树皮N、P元素在位点水平上异速分配指数变化的最主要因子。这些发现将进一步加深了我们对植物营养分配策略、植物与环境相互作用的理解，并为预测环境变化下的营养循环提供了新见解。
上述研究结果以“Nitrogen and phosphorus allocation in bark across diverse tree species”为题，发表在环境科学与生态学TOP期刊Science of the Total Environment上。西南民族大学四川若尔盖高寒湿地生态系统国家野外科学观测研究站为第一标注单位，西南民族大学龚海洋助理研究员和兰州市农业科学研究院牛元博士为论文共同第一作者，王志强研究员为通讯作者，合作者还包括美国康奈尔大学Karl J. Niklas教授，中山大学黄恒副教授，兰州大学邓建明教授。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969723069553
