温带森林叶片氮重吸收效率与根系生产的碳氮经济权衡机制研究

为解决植物-土壤互作中碳氮经济策略的争议，来自美国东部的研究人员通过对比天然林(12种80-120年生树种)与人工林(9种25年生树种)，揭示了叶片氮重吸收效率(NRE)与根系生产的关联机制。研究发现人工林中NRE与根系生产呈弱正相关，支持"土壤视角"假说——低氮凋落物通过土壤反馈驱动根系投资；而天然林未发现"植物视角"假说预期的负相关。该研究证实NRE作为关键生理性状，通过正向关联叶片氮、负向关联凋落物氮，串联了地上养分利用与土壤养分循环，为温带森林局部尺度养分循环机制提供了新见解。

　　

植物与土壤环境存在双向互作，这种动态关系导致关于植物经济策略和性状协同的预测出现分歧。具有高叶片氮重吸收效率(NRE)——这一重要氮保存策略的树种，可能减少地下碳(C)投资以获取土壤氮(N)，此"植物视角"假说预示NRE与根系生产呈负相关。相反，高NRE会降低凋落物氮浓度，进而减少土壤氮有效性，迫使树木增加地下碳投资，此"土壤视角"假说则预测两者呈正相关。

研究团队在美国东部的三处天然林(80-120年生，12树种)和一处人工林(25年生，9树种)中检验了这些假说，并分析了NRE与叶片氮、凋落物氮的关系。人工林数据显示NRE与根系生产存在微弱正相关，支持"土壤视角"假说——凋落物驱动的土壤养分反馈正向调节根系生产。而天然林未发现显著相关性，未能验证"植物视角"假说中根系与叶片竞争碳资源导致的负相关。

值得注意的是，NRE与叶片氮呈正相关，与凋落物氮呈负相关，表明这一生理性状巧妙连接了地上部养分利用与凋落物-土壤养分反馈。这些发现揭示了温带森林中，植物经济策略与土壤氮获取成本共同塑造着局部尺度的养分循环格局。