土壤微生物的资源限制是影响养分循环和植物发育的重要因素，尤其在干旱地区。已有研究表明，干旱生境中普遍分布的石砾显著影响植物生理、土壤养分循环和水热分布等生态过程，但对土壤微生物养分限制仍缺乏认识。
基于此，中国科学院成都生物研究所植物功能生态与重大工程区乡土植被恢复创新团队，在岷江上游干旱河谷气候背景下开展了4个石砾含量梯度控制试验（0%，25%，50%和75%，V V-1），研究4种乡土旱生植物（毛莲蒿，Artemisia vestita，鞍叶羊蹄甲，Bauhinia brachycarpa，白刺花，Sophora davidii和四川黄栌，Cotinus szechuanensis）和裸地下土壤微生物胞外酶活性和化学计量随石砾含量的变化规律，结合植物生物量、土壤碳、氮等生物和非生物性质，探讨石砾含量和植物生长对微生物资源限制的影响及其潜在成因。研究发现，石砾含量的增加降低了微生物碳限制，但增强了氮限制。与裸地相比，植物增加了微生物碳、氮限制，其影响程度取决于植物所属的功能群。植物生长、养分有效性和微生物生物量直接调控了微生物资源限制。本研究揭示了干旱背景下微生物氮限制在不同土石比结构下的普遍性，强调了石砾含量和植物种类在生态恢复和农业生产中的重要作用。
相关成果以Enzyme stoichiometry reveals microbial nitrogen limitation in stony soils为题发表在Science of the Total Environment上。博士研究生黄龙为第一作者，李芳兰青年研究员为通讯作者。
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图文摘要
图1 不同石砾含量和植物生长下微生物资源限制变化
图2 结构方程模型评估了生物和非生物影子对土壤微生物碳限制(A)和氮/磷限制(B)的直接和间接影响，以及总效应值(C)。