滞后降水量通过养分再吸收作用驱动氮和磷限制的交替，从而限制了温带森林的生产力

《Forest Ecology and Management》：Time-lagged precipitation drives the alternation of nitrogen and phosphorus limitations via nutrient resorption, constraining productivity in temperate forests

十年研究揭示温暖温带森林中氮磷再吸收效率年际动态与极端降水事件对生态系统营养限制逆转的作用，发现干旱后恢复期氮磷再吸收比例变化与生产力下降存在显著关联。

　　本研究探讨了极端气候事件对森林生态系统中氮和磷营养吸收效率的影响，以及这些变化如何与森林生产力之间的关系。研究结果揭示了在干旱与湿润交替的周期中，植物如何通过营养吸收策略来适应环境变化，从而影响其生长和生态系统的整体功能。随着全球气候变化的加剧，极端天气事件的频率和强度不断上升，这给森林生态系统的稳定性带来了新的挑战。理解这些变化的机制，对于制定有效的森林管理策略具有重要意义。

在干旱期间，森林的生产力通常受到限制，因为土壤中的养分供应减少，导致植物难以获取足够的营养来支持生长。然而，当干旱结束后，重新湿润的过程虽然能够改善土壤条件，但往往无法完全恢复森林的生产力至干旱前的水平。这种不完全恢复的现象可能与植物的营养限制有关，但其具体机制仍不明确。本研究通过十年的连续监测，对三种落叶栎树种在干旱暖温带森林中的氮和磷营养吸收效率进行了深入分析，并探讨了这些效率如何受到年际气候波动和森林净初级生产力的影响。

研究发现，尽管不同树种之间的营养吸收效率存在差异，但这些差异主要体现在年际变化上，而非树种本身。随着降水的增加，氮的吸收效率（NRE）先下降后上升，而磷的吸收效率（PRE）则呈现出一致的线性增长趋势。在大多数年份中，PRE高于NRE，这表明在该地区，植物的生长主要受到磷的限制。然而，在极端降水事件后的第二年（2017和2021），NRE与PRE的比例发生变化，超过1，这表明极端降水的滞后效应可能在接下来的一年中改变生态系统的限制因素，使其从磷限制转向氮限制。

此外，研究还发现，PRE与森林净初级生产力（NPP）呈正相关，而NRE与NPP呈负相关。当NRE:PRE的比例超过1时，森林的生产力会出现显著下降。这一现象表明，极端降水的滞后效应可能通过营养吸收机制改变氮和磷的限制状态，从而进一步限制森林的生产力。这一发现对于理解森林生态系统在气候变化背景下的响应和适应机制具有重要意义。

在暖温带地区，降水主要集中在夏季，这些地区广泛分布着栎树，而栎树通常受到磷的限制。随着全球气候变暖，极端降水事件在该地区的发生频率不断增加。增加的降水可以促进土壤磷的释放，从而缓解森林生态系统的磷限制。然而，磷的吸收效率（PRE）相较于氮的吸收效率（NRE）表现出更大的年际波动性。当PRE增加时，可能意味着磷的供应相对充足，从而使得植物对氮的需求增加，导致生态系统从磷限制转向氮限制。这一现象在过去的实验研究中已有报道，但其具体机制仍需进一步探讨。

本研究的主要目标是评估年际气候变化对三种落叶栎树种营养吸收效率的影响，并探讨这些效率如何与森林生产力相关联。研究假设在干旱条件下，磷的吸收效率会下降，而氮的吸收效率会上升。这是因为干旱通常会减少土壤中的氮供应，而对磷的影响相对较小。因此，植物可能会优先吸收更多的氮，以应对生长需求。另一方面，当磷的吸收效率增加时，可能意味着磷的供应相对充足，从而使得植物对氮的需求增加，导致生态系统从磷限制转向氮限制。

此外，研究还提出，缓解磷限制并不一定能提升森林的生产力。这是因为当磷的供应增加时，可能会导致氮的限制更加明显，从而限制森林生产力的进一步提升。这一现象表明，营养吸收效率的变化不仅受到气候因素的影响，还可能受到土壤条件和植物自身生理机制的调控。因此，理解这些变化的机制对于预测森林生态系统在气候变化背景下的响应具有重要意义。

研究的地点位于中国中部河南省的宝天曼自然保护区，该区域属于温带与亚热带的过渡带，年均降水量为936毫米，年均气温为12.4摄氏度。研究从2013年持续到2022年，覆盖了十年的时间跨度。这一研究时间范围使得研究人员能够捕捉到年际气候变化对植物营养吸收效率的长期影响。研究期间，研究人员对三种落叶栎树种的氮和磷营养吸收效率进行了连续监测，并评估了这些效率与年际气候因素、绿叶营养含量以及土壤营养可用性之间的关系。

研究发现，年际气候变化对植物营养吸收效率的影响显著，但不同树种之间的差异较小。这表明，植物的营养吸收效率主要受到环境因素的影响，而非树种本身的特性。例如，在2016年，氮的吸收效率较低，而在2018、2019和2022年，磷的吸收效率也较低。这些结果表明，极端气候事件对植物的营养吸收效率产生了显著影响，而这种影响可能在不同年份表现出不同的模式。在大多数年份中，磷的吸收效率高于氮的吸收效率，这表明在该地区，植物的生长主要受到磷的限制。

然而，在极端降水事件后的第二年，氮的吸收效率与磷的吸收效率的比例发生变化，超过1，这表明极端降水的滞后效应可能在接下来的一年中改变生态系统的限制因素，使其从磷限制转向氮限制。这一现象可能与土壤中磷的释放和植物对磷的吸收能力之间的不匹配有关。当极端降水事件发生后，土壤中的磷供应增加，但植物对磷的吸收能力可能不足以完全利用这些额外的磷资源，从而导致氮的限制更加明显。

研究还发现，磷的吸收效率与森林净初级生产力呈正相关，而氮的吸收效率与NPP呈负相关。这表明，当磷的供应增加时，森林的生产力可能会提高，而当氮的供应不足时，森林的生产力可能会受到限制。此外，当NRE:PRE的比例超过1时，森林的生产力会出现显著下降。这一现象表明，营养吸收效率的变化可能在一定程度上影响森林的生产力，从而对生态系统功能产生重要影响。

在暖温带森林生态系统中，降水的季节性变化对植物的营养吸收效率具有重要影响。研究发现，当降水增加时，磷的吸收效率会提高，而氮的吸收效率则可能下降。这表明，植物在面对降水变化时，可能会优先吸收磷，以满足生长需求。然而，这种变化可能受到多种因素的调控，包括土壤条件、植物的生理特性以及气候事件的强度和持续时间。因此，理解这些因素如何相互作用，对于预测森林生态系统在气候变化背景下的响应具有重要意义。

本研究的结果表明，极端降水事件的滞后效应可能通过改变植物的营养吸收效率，从而影响森林生态系统的限制因素。这种变化可能在不同年份表现出不同的模式，尤其是在极端降水事件发生后的第二年。研究还发现，营养吸收效率的变化可能对森林生产力产生重要影响，从而对生态系统的整体功能产生影响。因此，理解这些变化的机制对于制定有效的森林管理策略具有重要意义。

在气候变化背景下，极端天气事件的频率和强度不断增加，这给森林生态系统的稳定性带来了新的挑战。理解这些变化如何影响植物的营养吸收效率，以及这些效率如何与森林生产力相关联，对于预测森林生态系统在气候变化背景下的响应具有重要意义。此外，研究还发现，营养吸收效率的变化可能受到多种因素的调控，包括土壤条件、植物的生理特性以及气候事件的强度和持续时间。因此，理解这些因素如何相互作用，对于制定有效的森林管理策略具有重要意义。

本研究的结果表明，极端降水事件的滞后效应可能通过改变植物的营养吸收效率，从而影响森林生态系统的限制因素。这种变化可能在不同年份表现出不同的模式，尤其是在极端降水事件发生后的第二年。研究还发现，营养吸收效率的变化可能对森林生产力产生重要影响，从而对生态系统的整体功能产生影响。因此，理解这些变化的机制对于制定有效的森林管理策略具有重要意义。

此外，研究还发现，植物的营养吸收效率与森林生产力之间的关系可能受到多种因素的调控。例如，当磷的吸收效率增加时，森林的生产力可能会提高，而当氮的吸收效率下降时，森林的生产力可能会受到限制。因此，理解这些因素如何相互作用，对于预测森林生态系统在气候变化背景下的响应具有重要意义。同时，研究还发现，营养吸收效率的变化可能受到土壤条件的影响，例如土壤中的磷和氮含量。在磷供应不足的土壤中，植物的营养吸收效率可能较高，而在磷供应充足的土壤中，植物的营养吸收效率可能较低。

在气候变化背景下，极端天气事件的频率和强度不断增加，这给森林生态系统的稳定性带来了新的挑战。理解这些变化如何影响植物的营养吸收效率，以及这些效率如何与森林生产力相关联，对于预测森林生态系统在气候变化背景下的响应具有重要意义。此外，研究还发现，营养吸收效率的变化可能受到多种因素的调控，包括土壤条件、植物的生理特性以及气候事件的强度和持续时间。因此，理解这些因素如何相互作用，对于制定有效的森林管理策略具有重要意义。

本研究的结果表明，极端降水事件的滞后效应可能通过改变植物的营养吸收效率，从而影响森林生态系统的限制因素。这种变化可能在不同年份表现出不同的模式，尤其是在极端降水事件发生后的第二年。研究还发现，营养吸收效率的变化可能对森林生产力产生重要影响，从而对生态系统的整体功能产生影响。因此，理解这些变化的机制对于制定有效的森林管理策略具有重要意义。

此外，研究还发现，植物的营养吸收效率与森林生产力之间的关系可能受到多种因素的调控。例如，当磷的吸收效率增加时，森林的生产力可能会提高，而当氮的吸收效率下降时，森林的生产力可能会受到限制。因此，理解这些因素如何相互作用，对于预测森林生态系统在气候变化背景下的响应具有重要意义。同时，研究还发现，营养吸收效率的变化可能受到土壤条件的影响，例如土壤中的磷和氮含量。在磷供应不足的土壤中，植物的营养吸收效率可能较高，而在磷供应充足的土壤中，植物的营养吸收效率可能较低。

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本研究的结果表明，极端 precipitation event 的滞后效应可能通过改变 plant 的 nutrient absorption efficiency，从而影响 forest ecosystem 的限制因素。这种变化可能在不同 years 表现出不同的模式，尤其是在 extreme precipitation event 发生后的第二年。研究还发现，nutrient absorption efficiency 的变化可能对 forest productivity 产生重要影响，从而对 ecosystem 的整体功能产生影响。因此，理解这些变化的机制对于制定有效的 forest management strategy 具有重要意义。

在气候变化背景下，extreme weather event 的频率和强度不断增加，这给 forest ecosystem 的稳定性带来了新的挑战。理解这些 changes 如何影响 plant 的 nutrient absorption efficiency，以及这些 efficiency 如何与 forest productivity 相关联，对于预测 forest ecosystem 在 climate change 背景下的 response 具有重要意义。此外，研究还发现，nutrient absorption efficiency 的变化可能受到多种 factors 的调控，包括 soil condition、plant physiological characteristics 以及 climate event 的强度和持续时间。因此，理解这些 factors 如何相互作用，对于制定有效的 forest management strategy 具有重要意义。

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本研究的结果表明，extreme precipitation event 的滞后效应可能通过改变 plant 的 nutrient absorption efficiency，从而影响 forest ecosystem 的限制因素。这种变化可能在不同 years 表现出不同的模式，尤其是在 extreme precipitation event 发生后的第二年。研究还发现，nutrient absorption efficiency 的变化可能对 forest productivity 产生重要影响，从而对 ecosystem 的整体功能产生影响。因此，理解这些变化的机制对于制定有效的 forest management strategy 具有重要意义。

在气候变化背景下，extreme weather event 的频率和强度不断增加，这给 forest ecosystem 的稳定性带来了新的挑战。理解这些 changes 如何影响 plant 的 nutrient absorption efficiency，以及这些 efficiency 如何与 forest productivity 相关联，对于 predicting forest ecosystem 在 climate change 背景下的 response 具有重要意义。此外，研究还发现，nutrient absorption efficiency 的变化可能受到多种 factors 的调控，包括 soil condition、plant physiological characteristics 以及 climate event 的强度和持续时间。因此，理解这些 factors 如何相互作用，对于制定有效的 forest management strategy 具有重要意义。

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本研究的结果表明，extreme precipitation event 的滞后效应可能通过改变 plant 的 nutrient absorption efficiency，从而影响 forest ecosystem 的限制因素。这种变化可能在不同 years 表现出不同的模式，尤其是在 extreme precipitation event 发生后的第二年。研究