文章概述

2026年5月，中国科学院青藏高原研究所生态系统功能与全球变化团队在中科院一区TOP生态学期刊《Functional Ecology》在线发表了题为“Soil N:P ratio influences species coexistence via nitrogen-form niche differentiation in alpine grasslands”的研究论文。该研究基于长期氮磷添加实验和原位15N同位素示踪，揭示了土壤氮磷比通过调节植物对不同氮形态的吸收策略，增强氮形态生态位分化，进而影响高寒草地植物物种共存的生态学机制。

图1 养分添加通过氮形态生态位分化调控植物氮吸收策略与物种共存机制示意图

研究速览

该研究依托青藏高原高寒小嵩草草甸连续6年的氮磷添加控制实验，结合原位15N同位素示踪技术，分别以铵态氮、硝态氮和甘氨酸为示踪氮源，分析了小嵩草（Kobresia pygmaea，KP）、矮嵩草（Kobresia humilis，KH）、针茅（Stipa aliena，SA）、早熟禾（Poa annua，PA）、二裂委陵菜（Potentilla bifurca，PB）和雪白委陵菜（Potentilla nivea，PN）六种共存植物的氮吸收策略。

研究发现，六种植物总体均表现出对铵态氮的吸收偏好，但氮磷添加促使优势种和亚优势种形成不同的氮资源利用方式。小嵩草、矮嵩草和针茅等优势种主要增强无机氮吸收，尤其是硝态氮，其硝态氮吸收速率提高至对照的约2.5-5.9倍；在高氮高磷处理下，优势种的甘氨酸吸收下降约75%-78%。早熟禾、二裂委陵菜和雪白委陵菜等亚优势种则显著增强有机氮利用，部分处理下甘氨酸吸收速率提高至对照的约5.8-9.6倍。进一步分析表明，氮磷添加显著增强了植物间的氮形态生态位分化，且分化程度随土壤有效氮磷比降低而增强。氮形态生态位分化与群落物种均匀度呈正相关，表明优势种与亚优势种对无机氮和有机氮的差异化利用，可能削弱优势种对地下氮资源的垄断，为亚优势种维持种群提供机会。

综上所述，该研究揭示了土壤氮磷比通过调控植物氮形态吸收策略和生态位分化促进高寒草地物种共存的生态学机制。

图2 不同氮磷添加处理下六个物种对铵态氮、硝态氮和甘氨酸的吸收偏好。

作者信息

中国科学院青藏高原研究所与中国科学院地理科学与资源研究所联合培养博士喻成玲为论文第一作者；中国科学院大学王艳芬院士、中国科学院地理科学与资源研究所徐兴良研究员、宋明华副研究员等为共同作者；中国科学院青藏高原研究所姜丽丽研究员为通讯作者。本研究得到高寒地区光伏项目与生态环境协同发展及技术集成研究项目、国家自然科学基金项目、西藏自治区科学技术厅和地市科技局等项目资助。

论文信息

Soil N:P ratio influences species coexistence via nitrogen-form niche differentiation in alpine grasslands

Chengling Yu, Xingliang Xu, Lili Jiang*, Min Liu, Zhe Pang, Minghua Song, Rui Pang, Zongsong Wang, Weiwai Zhao, Yanfen Wang

Functional Ecology

DOI：10.1111/1365-2435.70348

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期刊简介

Functional Ecology (FEC)是英国生态学会旗下、由Wiley出版的生态学期刊。期刊重点关注生态格局和生态过程背后的作用机制，涵盖个体、种群、群落和生态系统等不同组织层次，尤其重视生物功能性状、生理生态过程、物种相互作用及生物对环境变化的响应。期刊致力于发表能够深化生态学机制认识并推动生态学理论发展的原创研究。

2025 JIF：5.5 ｜ CiteScore：9.5

https://onlinelibrary.wiley.com/journal/14749726

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