冻原地区的敏捷资源分配：一个生长季节的变暖增加了养分的可利用性，同时缩短了细根的长度

《Ecosystems》：Agile Allocation in the Tundra: A Single Growing Season of Warming Increases Nutrient Availability While Decreasing Fine-Root Length

北极植物地下生物量占主导，根系在贫瘠土壤中起关键养分吸收作用。本研究通过短期增温实验（日温+3.2℃）发现：土壤氮磷有效性提升，但优势种Arctagrostis latifolia铵态氮吸收量未变；细根长度密度和土壤剖面细根生物量显著减少，氮素分配格局发生改变。植物-土壤互作机制更符合空间关联的logistic模型而非传统Michaelis-Menten模型，表明北极地下系统对增温响应具有动态复杂性。

　　

摘要

在北极生态系统中，大部分植物生物量位于地下，植物根系负责吸收限制这些贫瘠生态系统中植物生长的养分。尽管根系在将初级生产者与土壤连接起来方面发挥着关键作用，但在北极地区对根系的研究相对较少，它们对快速变暖且日益多变的气候的功能性反应尚不清楚。我们通过采用一种将日气温升高3.2°C的升温技术，评估了一个生长季节内的温度升高是否会对养分吸收和分配产生影响。在生长季节高峰期进行了破坏性采样，以量化主要植物物种Arctagrostis latifolia的碳（C）和氮（N）生物量、根系特征以及¹⁵N示踪剂（¹⁵NH₄⁺）的吸收情况。研究发现，短期升温增加了土壤养分的可用性，但A. latifolia对NH₄⁺的吸收量没有变化。然而，土壤剖面中的细根长度密度和根系生物量都因升温而减少。升温还改变了植物组织中的氮分配模式。NH₄⁺的吸收情况更适合用逻辑模型来描述，该模型能够捕捉根系与土壤之间的空间关系（即单位长度细根的NH₄⁺吸收量与单位土壤体积的NH₄⁺可用性之间的关系），而非传统的Michaelis–Menten模型。我们的结果表明，短期实验性升温可以改变植物与土壤之间的相互作用，这表明苔原对温度升高的地下响应可能比之前认为的更为复杂。