水控制陆生植物光合作用在氮富集条件下的不同反应

IF 5.3 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Journal of Ecology Pub Date : 2024-09-23 DOI:10.1111/1365-2745.14409

Yicheng He, Yiyi Geng, Bing Han, Lina Shi, Xinqing Shao, Kesi Liu

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摘要

量化叶片光合作用对不同水分条件下氮（N）沉积的响应对于建立可靠的陆地碳循环和水循环模型非常重要，但对这一问题的理解还不够深入。在此，我们分析了 102 篇论文中的 737 项配对观测数据，以评估不同水条件下 11 种叶片光合作用相关特性对氮添加的响应。我们的研究包括全球实验，其中 19 项在田间进行，83 项在温室进行。没有减少水分的处理被归类为 "不换水"，而减少水分或降水导致生理干旱的处理被归类为 "干旱"。我们发现，与对照组相比，添加氮显著提高了叶片光合速率（Pn；20.9%）、叶片蒸腾（E；8.3%）和气孔导度（gs；14.1%）。然而，在添加氮和干旱的共同作用下，Pn（-11.6%）、E（-24.7%）和 gs（-23.9%）均有所下降，表明添加氮不能抵消干旱的负面影响。此外，在无水变化条件下，氮的添加能显著提高水分利用效率（WUE）19.8%，而在干旱条件下则提高了 21.1%。在植物功能群中，草本物种比木本物种更容易受到氮添加的影响，尤其是在干旱条件下。在干旱条件下，观察到的 Pn 随实验持续时间延长而增加，WUE 随氮素添加率增加而增加的规律表明，在氮素沉积的情况下，植物会逐渐适应长期的水分胁迫。此外，我们的研究结果表明，干旱会加强叶片光合特性之间的相关性。最后，我们的研究表明，氮添加和干旱分别显著影响叶片氮含量和 SPAD，并进一步影响 gs、Pn 和 WUE。综述。我们的研究结果强调了水分条件在影响叶片光合作用对氮素（N）富集的响应中的关键作用，同时也承认了叶片功能特性在调节叶片光合过程动态中的重要性。

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Water controls the divergent responses of terrestrial plant photosynthesis under nitrogen enrichment

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Journal of Ecology 环境科学-生态学

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期刊介绍： Journal of Ecology publishes original research papers on all aspects of the ecology of plants (including algae), in both aquatic and terrestrial ecosystems. We do not publish papers concerned solely with cultivated plants and agricultural ecosystems. Studies of plant communities, populations or individual species are accepted, as well as studies of the interactions between plants and animals, fungi or bacteria, providing they focus on the ecology of the plants. We aim to bring important work using any ecological approach (including molecular techniques) to a wide international audience and therefore only publish papers with strong and ecological messages that advance our understanding of ecological principles.