陆地生态系统的净初级生产力普遍受到基本养分的限制，其中18%的生态系统显著受到氮限制，其中包括温带森林。尤其是在全球二氧化碳浓度升高的情况下，陆地生态系统的净初级生产力可能会越来越受到氮的限制，通常定义为渐进式氮限制，不利于碳的固存。而氮重吸收作为植物氮保存的重要途径，可以将氮保存在植物中，为植物贡献一部分需氮量，从而有利于碳的固存。然而，氮重吸收占需氮量比例是否会受到环境因素、菌根类型和大气二氧化碳浓度的影响仍不清楚。

基于此，生物地球化学组刘柏博士通过数据整合和野外实验探究氮重吸收占需氮量比例的影响因素。结果显示，全球范围内外生菌根树种的氮重吸收占需氮量比例沿着年平均降水、年平均气温和土壤总氮含量显著下降。当考虑到菌根类型时，外生菌根和丛植菌根树种的氮重吸收占需氮量比例都随着纬度而增加，并且丛植菌根树种的氮重吸收占需氮量比例要显著高于外生菌根树种，原位实验的结果进一步证实了这一结论。外生菌根树种主要分布在寒冷的高纬度地区，而丛植菌根树种主要分布在温暖的低纬度地区，二者之间氮重吸收占需氮量比例的差异说明菌根类型是影响氮重吸收占需氮量比例的主要因素，并且不受气候因素的干扰。外生菌根树种的需氮量、氮吸收量和氮重吸收量随着二氧化碳浓度的升高而增加，而氮重吸收占需氮量比例则呈现出下降趋势，这一结果说明外生菌根树种可以通过增加根系吸收和叶片氮重吸收来共同缓解渐进式氮限制，而丛植菌根树种可以通过提高叶片氮重吸收来缓解渐进式氮限制，但由于氮重吸收对植物需氮量的贡献有限，丛植菌根树种可能更容易受到渐进式氮限制的影响。由于外生菌根树种在二氧化碳升高的情况下有较强的吸收土壤有机氮的能力，因此以外生菌根树种为优势种的森林可能展现出较强的植物碳汇。相反，丛枝菌根树种有限的土壤氮吸收能力可能会导致土壤有机碳库的积累。鉴于外生菌根树种和丛植菌根树种不同的氮获取策略，本研究建议将菌根类型纳入到地球系统模型中，以更准确地反映植物生长和陆地碳汇对未来气候变化的响应。

以上研究成果以Ectomycorrhizal trees rely on nitrogen resorption less than arbuscular mycorrhizal trees globally为题，发表在Ecology Letters上。刘柏为文章的第一作者，白娥教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金杰出青年科学基金，国家科技计划项目国家重点研发计划，中央高校基础研究基金的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1111/ele.14346  

            图1. 外生菌根树种氮重吸收占需氮量比例沿年平均降水（mm）梯度（a）、年平均气温（℃）梯度（b）、

              以及土壤总氮含量(%)梯度（c）的变化

               图2. 外生菌根（a）和丛植菌根（b）树种氮重吸收占需氮量比例沿纬度（°）梯度的变化以及二者之间的比较（c）

                  图3.各响应变量对氮重吸收占需氮量比例的解释比重