土壤微生物的資源限制是影響?zhàn)B分循環(huán)和植物發(fā)育的重要因素，尤其在干旱地區(qū)。已有研究表明，干旱生境中普遍分布的石礫顯著影響植物生理、土壤養(yǎng)分循環(huán)和水熱分布等生態(tài)過程，但對土壤微生物養(yǎng)分限制仍缺乏認(rèn)識。

基于此，中國科學(xué)院成都生物研究所植物功能生態(tài)與重大工程區(qū)鄉(xiāng)土植被恢復(fù)創(chuàng)新團(tuán)隊，在岷江上游干旱河谷氣候背景下開展了4個石礫含量梯度控制試驗（0%，25%，50%和75%，V V^-1），研究4種鄉(xiāng)土旱生植物（毛蓮蒿，Artemisia vestita，鞍葉羊蹄甲，Bauhinia brachycarpa，白刺花，Sophora davidii和四川黃櫨，Cotinus szechuanensis）和裸地下土壤微生物胞外酶活性和化學(xué)計量隨石礫含量的變化規(guī)律，結(jié)合植物生物量、土壤碳、氮等生物和非生物性質(zhì)，探討石礫含量和植物生長對微生物資源限制的影響及其潛在成因。研究發(fā)現(xiàn)，石礫含量的增加降低了微生物碳限制，但增強(qiáng)了氮限制。與裸地相比，植物增加了微生物碳、氮限制，其影響程度取決于植物所屬的功能群。植物生長、養(yǎng)分有效性和微生物生物量直接調(diào)控了微生物資源限制。本研究揭示了干旱背景下微生物氮限制在不同土石比結(jié)構(gòu)下的普遍性，強(qiáng)調(diào)了石礫含量和植物種類在生態(tài)恢復(fù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要作用。

相關(guān)成果以Enzyme stoichiometry reveals microbial nitrogen limitation in stony soils為題發(fā)表在Science of the Total Environment上。博士研究生黃龍為第一作者，李芳蘭青年研究員為通訊作者。

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圖文摘要

圖1 不同石礫含量和植物生長下微生物資源限制變化

圖2 結(jié)構(gòu)方程模型評估了生物和非生物影子對土壤微生物碳限制(A)和氮/磷限制(B)的直接和間接影響，以及總效應(yīng)值(C)。