受人类活动和气候变化的影响,大气氮(N)沉降日益加剧,使得草地生态系统正从自然N限制转向富营养化甚至饱和,进而影响了草地的生长。然而,关于优势种植物在N添加下的光合生理潜在机制的研究仍然不足。该研究以内蒙古温带典型草原优势种植物为研究对象,通过不同水平的N养分添加实验,探讨优势种羊草(Leymus chinensis)对N添加的光合生理响应机制。结果表明:地上生物量随着N添加先增加后降低,以10 g N·m^(–2)·a^(-1)处理增加最多。尽管25 g N·m^(–2)·a^(-1)处理出现下降趋势,但与对照相比仍然显著增加了地上生物量。低N时,植物通过把较少的N分配给羧化系统,并降低比叶质量(LMA)使叶片获得更多的光能来适应低N生境。适量的N添加通过增加总叶绿素(Chl)的含量,降低Chl a/b的比值来捕获更多光能;同时增加LMA、羧化效率、最大羧化速率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax),并降低Jmax/Vcmax,把更多的N分配给羧化系统,提高羧化能力;通过增加实际光化学效率、电子传递效率和光化学猝灭系数,提高了光系统II(PSII)的光化学活性。过量的N添加对羊草的生理指标有一定抑制作用,羧化能力降低,导致净光合速率有所降低,在一定程度上抑制PSII的光化学活性,而非光化学猝灭系数以及类胡萝卜素增加起到了耗散过剩激发能的作用。N添加对羊草光合特性的影响总体表现为"适量促进,过量抑制"。该地区羊草最适的N添加范围是5–10 g N·m^(–2)·a^(-1)。
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