大气氮沉降持续影响亚热带森林更新，尤其在幼苗这一脆弱阶段，其内部不同器官如何响应并调节生长，是生态学关注的前沿问题。以往研究多集中于物种间的生物地球化学生态位差异，而对植物体内不同器官(如叶片与根系)在资源变化下的生态位分化机制知之甚少。

近日，中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称“版纳植物园”)恢复生态学研究组科研人员以云南哀牢山亚热带常绿阔叶林的优势幼苗——多果新木姜子(Neolitsea polycarpa H. Liu)为对象，通过两年氮添加控制实验，首次从器官尺度揭示了叶片与根系在氮富集环境下的差异化生物地球化学生态位策略及其对幼苗生长的调控机制。

研究表明，过量氮添加对植物生长具有抑制作用：低、中浓度氮处理可促进幼苗生长，而高浓度氮反而导致生长下降，反映出氮沉降的“过饱和”效应。不同器官应对氮添加呈现截然不同的响应策略：叶片生物地球化学生态位对氮供应高度敏感，其元素组成在不同氮处理间完全分离，并能显著解释株高(54%)和基径(69%)的生长变异，表现出较强的生长预测能力;根系则采取“功能冗余”策略，即使氮供应水平不同，其元素组成仍保持高度重叠，与短期生长无显著关联，体现了保守型和缓冲型的适应特征。该研究首次将生物地球化学生态位理论拓展至器官尺度，明确了叶片元素组成可作为预测幼苗生长的有效生物指标，为准确评估氮富集背景下森林更新潜力提供了新的视角与机制依据。

相关研究结果以“Coordinated yet allometric leaf-root biogeochemical niche dynamics underlies divergent growth predictability under N addition”为题，发表在国际知名学术期刊Plant and Soil上。版纳植物园恢复生态学研究组在站博士后石贤萌和博士研究生刘安心为该论文共同第一作者，宋亮研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金等支持。

图1 基于线性判别分析(LDA)展示的不同氮添加处理下叶片(A)和根系(B)的生物地球化学生态位分化。图中椭圆表示围绕各处理组质心的95%置信区间。

图2.叶片和根系元素组的线性判别分析(LDA)轴与幼苗株高(RH)及基径(RBD)相对生长速率之间的Spearman相关矩阵。前两个判别轴(LD1和LD2)表征了元素含量及其计量比的综合变异信息。