成都生物所苔蘚碳氮磷化學計量研究取得進展

　　生物的養分元素含量與化學計量關系是認識與研究生態系統過程與功能的重要部分。然而，只有少數研究關注苔蘚植物的養分含量與化學計量關系，制約了科學家對苔蘚豐富的生態系統的認識、模擬與預測。

　　生物的養分元素含量與化學計量關系或受到環境養分可利用性的影響。由于低溫將抑制土壤微生物活性、有機物的分解礦化和土壤養分可利用性，溫度-生物地球化學假說預測植物氮磷含量將隨環境溫度升高而增加。然而，苔蘚依賴于土壤養分庫并能夠吸收大氣沉降等來源德養分，因而維管植物中證實的溫度-生物地球化學假說未必適用于苔蘚。此外，苔蘚能夠迅速吸收來自大氣沉降等多種來源的養分，因此生境類型可能是影響苔蘚養分及其化學計量關系的重要因素。

　　 生物的養分元素含量與化學計量關系將受其自身的生理、結構、和系統發育所制約。按照溫度-植物生理假說的預測，由于它們對低溫的馴化和適應，生長在寒冷環境中的植物將有更高的氮磷含量。生長速率假說預測，具有更高生長速率的生物將有更高的磷含量，這是由于快速生長需要大量含磷RNA。苔蘚生長依賴于水分條件，因此水分充足生境中的苔蘚應具有更高的磷含量。此外，生物演化也可能制約生物體的結構并導致不同的養分含量和化學計量關系。生物的內穩態機制決定生物的氮磷含量應是相關的，如呈2/3次冪的關系。而苔蘚通常被認為缺乏高效的內穩態調節機制，在維管植物中發現的氮磷含量間2/3冪函數關系是否適用于苔蘚仍然未知。

　　 中國科學院成都生物研究所研究員包維楷團隊博士劉鑫等收集了苔蘚碳氮磷養分含量以及采樣點經緯度、年均溫和年均降水量等背景數據，建立相關苔蘚物種的系統發育樹，系統分析了驅動苔蘚生態化學計量特征變異的主要因素。研究發現，苔蘚的碳氮磷計量比中位數為923：31：1，與維管植物葉片的799：27：1相近。苔蘚的化學計量比例表現出較大變異，其中約30%的變異可以被環境因素以及植物自身結構和生理特征的制約所解釋。而包含系統發育信號的貝葉斯混合模型顯示，67%、62%、42%的碳氮磷含量變異可以被生境類型、溫濕度等因素所解釋。苔蘚植物氮磷含量呈現極顯著的正相關關系；苔蘚氮磷含量關系的斜率為0.60，陸生苔蘚氮磷關系斜率為0.67，與維管植物葉片中2/3次冪的關系相符，證實苔蘚對養分含量及其計量關系調控的能力。該研究揭示了苔蘚碳氮磷含量及其計量比例的空間格局和驅動因素，為生態系統物質循環的模擬和預測提供了依據。

　　 相關研究成果以The C: N: P stoichiometry in bryophytes: relationships with habitat, climate and growth form為題，發表在《國家科學評論》（National Science Review）上。