氮磷是植物生長的必需元素，二者的平衡關(guān)系(即氮磷比)不僅影響植物自身生長發(fā)育，還會通過營養(yǎng)級間的互作影響其他生物類群，進而改變生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能。植物體內(nèi)氮磷平衡狀況會因環(huán)境條件而發(fā)生改變。隨著全球氣候變化加劇，北方旱區(qū)的極端干旱事件頻發(fā)，但其對植物氮磷養(yǎng)分平衡的影響及其遺留效應(yīng)尚不明確。

中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所沙地和退化草地近自然恢復(fù)與多功能提升創(chuàng)新組群依托額爾古納森林草原過渡帶生態(tài)系統(tǒng)研究站極端干旱實驗平臺系統(tǒng)分析了極端干旱期間以及干旱停止后兩年內(nèi)草甸草原植物氮磷比的變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)受了4年的極端干旱處理后，植物群落中優(yōu)勢物種的氮含量顯著提高、磷含量降低、氮磷比顯著提高(圖1)。同時，極端干旱導(dǎo)致具有較高氮磷比的禾草類植物在群落中的優(yōu)勢度增加，進一步加劇了群落水平的氮磷失衡。在極端干旱處理停止兩年后，盡管植物群落的物種組成未完全恢復(fù)至初始狀態(tài)，但群落氮磷比可恢復(fù)至正常水平。植物氮磷平衡的恢復(fù)主要歸因于極端干旱停止后禾草的超補償生長對土壤有效氮的消耗。以上研究結(jié)果明確了極端干旱引發(fā)的植物群落水平的氮磷失衡具有可逆性，并從群落物種組成的角度揭示了其內(nèi)在機理，為干旱區(qū)草地適應(yīng)性管理和預(yù)測全球變化下草地養(yǎng)分循環(huán)提供了理論依據(jù)。

該研究以“Reversal of extreme drought-induced plant nitrogen and phosphorus imbalances in grassland”為題發(fā)表在Ecosystems期刊，中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所特別研究助理梁瀟灑博士為第一作者，呂曉濤研究員為通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃等項目資助。

圖1 極端干旱處理4年后(2018)及停止后兩年(2019~2020)期間草甸草原優(yōu)勢物種和群落整體葉片氮磷比的變化。