高寒草地是青藏高原重要的陆地生态系统，对维持区域生物多样性和生态系统稳定性具有重要意义。氮是高寒草甸植物生长的关键限制元素，而不同植物对铵态氮、硝态氮和有机氮等不同氮形态的吸收差异，被认为是促进植物物种共存的重要机制。然而，全球变化背景下大气氮沉降和磷输入改变了土壤养分供给格局，土壤氮磷化学计量变化如何影响植物氮吸收生态位分化及物种共存仍缺乏直接实验证据。
为揭示这一机制，中国科学院青藏高原研究所生态系统功能与全球变化团队在青藏高原高寒小嵩草草甸基于氮磷添加控制实验平台，结合原位15N同位素标记技术，分别以铵态氮、硝态氮和甘氨酸为示踪氮源，定量分析六种共存植物对不同氮形态的吸收特征。六种植物包括优势种（小嵩草KP、矮嵩草KH、针茅SA）和亚优势种（早熟禾PA、二裂委陵菜PF、雪白委陵菜PN）。
研究发现，优势种在养分添加后主要增强无机氮吸收，尤其是硝态氮，其硝态氮吸收速率可提高至对照的约2.5-5.9倍，同时，甘氨酸吸收显著下降（降幅75%-78%）。亚优势种则增强有机氮（甘氨酸）吸收，部分处理下吸收速率提高至对照的约5.8-9.6倍。氮磷添加显著增强植物间氮形态生态位分化，且分化程度随土壤有效氮磷比降低而增强。氮形态生态位分化与物种均匀度呈正相关，表明地下氮资源利用分化可能削弱优势种的资源垄断，为亚优势种维持种群提供机会，从而促进植物物种共存。
上述研究成果以“Soil N:P ratio influences species coexistence via nitrogen-form niche differentiation in alpine grasslands”为题，发表于中科院1区Top期刊Functional Ecology。中国科学院青藏高原研究所与中国科学院地理科学与资源研究所联合培养博士喻成玲为论文第一作者；中国科学院大学王艳芬教授、中国科学院地理科学与资源研究所徐兴良研究员、宋明华副研究员等为共同作者；中国科学院青藏高原研究所姜丽丽研究员为通讯作者。本研究得到高寒地区光伏项目与生态环境协同发展及技术集成研究项目、国家自然科学基金项目、西藏自治区科学技术厅和地市科技局等项目资助。
全文链接：https://doi.org/10.1111/1365-2435.70348
图1 不同氮磷添加处理下六个物种对铵态氮、硝态氮和甘氨酸的吸收偏好。
图2 通过氮形态生态位分化调控植物氮吸收策略与物种共存机制示意图
