近日，我校竹子研究院宋新章教授領(lǐng)銜的“竹林碳匯和生態(tài)多功能服務(wù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”在國(guó)際頂級(jí)期刊《Advanced Science》（中科院一區(qū)TOP，IF5-year= 15.6）上發(fā)表了題為“Compartmentalized Homeostasis Drives High Bamboo Forest Productivity Under Nutrient Imbalance”（毛竹跨器官內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制驅(qū)動(dòng)竹林高生產(chǎn)力）的研究論文。該研究通過(guò)全國(guó)毛竹林調(diào)查、野外養(yǎng)分添加試驗(yàn)和文獻(xiàn)數(shù)據(jù)整合等多種研究手段，首次揭示了毛竹通過(guò)一種獨(dú)特的“跨器官穩(wěn)態(tài)”策略，高效應(yīng)對(duì)土壤養(yǎng)分失衡，從而維持其超高生產(chǎn)力的內(nèi)在機(jī)制，為理解全球變化下森林生態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)性與穩(wěn)定性提供了全新視角。
面對(duì)亞熱帶地區(qū)普遍存在的“富氮、少有效磷”土壤環(huán)境，傳統(tǒng)理論認(rèn)為植物難以兼顧快速生長(zhǎng)與內(nèi)部養(yǎng)分平衡。宋新章教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多個(gè)國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)，通過(guò)覆蓋我國(guó)毛竹主產(chǎn)區(qū)的大規(guī)模野外調(diào)查與控制養(yǎng)分添加實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)解析了毛竹“破解”這一生態(tài)難題的奧秘。
研究發(fā)現(xiàn)，毛竹創(chuàng)新性地采用了“器官分工，元素解耦”的智慧策略。其葉片作為“光合車(chē)間”，無(wú)論外界磷供應(yīng)如何波動(dòng)，都嚴(yán)格維持氮磷比例的穩(wěn)定，確保了核心代謝功能的高效與可靠。而枝、干等木質(zhì)組織則扮演“靈活倉(cāng)庫(kù)”的角色，可根據(jù)土壤磷豐缺動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存或調(diào)用磷元素。這種在器官層面將氮、磷調(diào)控策略“分離”的模式，被定義為“跨器官分區(qū)內(nèi)穩(wěn)態(tài)”。它使毛竹在廣泛磷限制的壓力下，既能保障生長(zhǎng)“引擎”（葉片）的穩(wěn)定運(yùn)行，又能通過(guò)“后備倉(cāng)庫(kù)”（木質(zhì)部）緩沖外界資源波動(dòng)。
進(jìn)一步研究證實(shí)，這一靈活機(jī)制是毛竹在競(jìng)爭(zhēng)中勝出的關(guān)鍵。與周邊絕大多數(shù)樹(shù)種相比，毛竹葉片氮磷比的變異系數(shù)相對(duì)較低，生產(chǎn)力卻能高出約25%。該研究不僅揭示了毛竹作為速生植物成功的生理生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)，其提出的“分區(qū)穩(wěn)態(tài)”概念更創(chuàng)新性突破了傳統(tǒng)生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)中穩(wěn)態(tài)與可塑性對(duì)立的經(jīng)典范式，為預(yù)測(cè)和調(diào)控森林生產(chǎn)力對(duì)全球變化的響應(yīng)提供了新理論框架。
浙江農(nóng)林大學(xué)為論文第一完成單位，宋新章教授為通訊作者，王志康副教授為論文第一作者，李全副教授為共同第一作者。來(lái)自荷蘭生態(tài)研究所（NIOO-KNAW）、阿姆斯特丹大學(xué)、北京大學(xué)等國(guó)內(nèi)外科研單位人員作為合作者參與該項(xiàng)工作。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
論文鏈接：http://doi.org/10.1002/advs.202517442
（竹子研究院 王志康）
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