李修平 安丽华 倪晓凤 吉成均,†

1. 北京大学城市与环境学院生态学系, 北京大学地表过程分析模拟教育部重点实验室, 北京 100871;2. 北京大学医药卫生分析中心, 北京 100191; † 通信作者, E-mail: jicj@pku.edu.cn

氮沉降作为全球重大环境问题之一, 直接影响森林生态系统的养分可利用状况和植物的生长[1-2]。近年来, 国内外相继建成多个森林生态系统养分添加控制实验平台, 通过人工氮添加实验来模拟大气氮沉降对森林生态系统的影响[3-6]。在森林植物氮代谢的变化方面, 有研究表明氮添加能促进植物对氮的吸收, 导致叶片含氮量增加, 改变叶片氮分配格局[7-8]。我国也有一些相关报道, 如亚热带常绿阔叶林植物叶片的含氮量在氮添加条件下显著地增加[9]; 虽然热带次生林林下植物叶片总氮含量的响应在统计意义上不显著, 但其叶片氮磷比受到氮添加的显著影响[10]; Liu 等[11]通过研究中国氮沉降的影响发现, 从 20 世纪 80 年代到 21 世纪初, 木本植物和草本植物的叶片含氮量均显著增加, 所有物种的叶片含氮量平均增加 32.8%。

植物体内的氮主要以水解氨基酸(即结合氨基酸)、游离氨基酸和无机氮(铵态氮和硝态氮)等形式贮存[12]。目前, 关于氮添加情景下氮代谢的变化研究多关注总氮或铵态氮、硝态氮的变化, 集中于养分平衡、氮周转速率以及氮利用效率等方面, 而对含氮有机物, 特别是氨基酸的关注较少[1,13-14]。

作为植物吸收同化氮素的初级含氮代谢分子,氨基酸是大气氮沉降进入植物的首要合成物质[15]。……