长期干旱驱动亚热带森林叶片稳定氮同位素(δ15N)与土壤有效氮的差异化响应机制

本研究针对全球氮可利用性下降背景下干旱如何影响森林碳-氮耦合循环的关键科学问题，由研究人员通过亚热带常绿阔叶林长期干旱实验平台，系统分析了优势树种柯(Lithocarpus glaber)和木荷(Schima superba)的叶片氮浓度、δ15N及土壤氮库变化。发现干旱导致土壤铵态氮(14.6%)和有效氮(14.3%)显著减少，同时叶片δ15N富集达0.9-1.0‰，揭示出植物氮获取策略转变与生态系统氮滞留能力降低的连锁效应，为预测气候变化下森林氮限制风险提供了关键理论依据。

　　

在亚热带常绿阔叶林的长期干旱实验中，水分胁迫像一位隐形调控者，悄然改写着氮(N)循环的剧本。土壤舞台率先亮起红灯：铵态氮(NH₄⁺)和有效氮(available N)含量分别跳水14.6%和14.3%，仿佛土壤的"氮元素银行"正在经历系统性挤兑。

而树冠层的演员们则展现出精妙的适应性表演。虽然柯树(Lithocarpus glaber)和木荷(Schima superba)叶片氮浓度仅微降1.5%-2.9%，但它们的稳定氮同位素(δ¹⁵N)却像被施了魔法般显著富集——前者从-3.0±0.2‰跃升至-2.1±0.2‰，后者从-4.5±0.2‰攀升至-3.5±0.2‰。这种同位素"增重"现象暗示着，树木正在调整其氮吸收策略，可能更依赖菌根真菌(mycorrhizal fungi)介导的轻同位素分馏过程。

更耐人寻味的是植物生长与氮需求的"脱钩"现象：尽管冠层叶面积指数(LAI)缩水10.5%，优势树种相对生长速率骤降19.0%-32.1%，但叶片氮含量仍保持相对稳定。这种看似矛盾的发现，实则揭示了亚热带森林在干旱压力下形成的"节氮型"生存策略。

这场由干旱导演的氮循环变革，最终导致生态系统级联效应——开放的氮循环格局加剧了氮素流失风险，就像森林的"氮元素筛子"孔隙变得越来越大。这一发现为预测全球气候变化背景下，亚热带森林可能面临的氮限制(nitrogen limitation)危机提供了重要预警信号。