摘要大气氮沉降水平持续升高导致的外源氮输入增加,强烈影响了陆地生态系统的碳循环.目前,已有大量报道证实了氮沉降升高对全球陆地植被固碳的积极影响.虽然之前大部分研究将这一结果归因于光合作用增强导致的地上生物量增加,但最近的研究发现长期氮添加对植物地下根系的影响也同样重要.归纳整理了 181篇公开发表的我国野外模拟氮沉降试验结果,采用整合分析(Meta-analysis)方法,定量评估了氮添加对我国陆地植被地上-地下生物量分配的影响特征和不同生态系统类型及施氮方式之间的影响差异.通过分析地上-地下生物量分配对氮添加的响应差异来探究植被碳增益对长期大气氮沉降增加的潜在响应机制.结果表明,氮添加显著增强了我国陆地植被的光合作用及碳固存,且植物碳增益在不同生态系统类型及施氮制度间有所差异.植物叶片的氮含量显著增加,使得叶片碳氮比及凋落物碳氮比显著降低,但并未显著影响细根的碳氮比.氮添加总体上显著提高了植物的净光合速率,但降低了光合利用效率.地上生物量,凋落物产量和根生物量平均分别显著增加了38％,17％和18％,总体上植物地上部分对氮添加的响应程度比地下部分更高.然而,不同生态系统类型的地上-地下生物量分配对氮添加的响应并不一致.在受氮限制的温带森林及草地生态系统,地上生物量显著增加而根生物量的变化并不显著,但是在富氮的亚热带森林则相反,氮添加显著增加了根生物量而地上生物量增长不显著.回归分析表明,地上生物量并不随着根生物量的增加而线性增加,反而呈现先增加后降低的趋势.此外,植物的净光合速率和光合氮利用效率随着叶片氮含量的增加,也呈现先增加后降低的趋势.这暗示着大气氮沉降增加下的植物的碳分配策略是变化的,随着外源氮添加的持续输入,植物会由优先向地上部分配更多的碳来促进地上生物量的增加,转为向根系投入更多的碳来促进根系生长来获取其他资源.总之,本研究认为植物地上和地下生物量增长之间的非线性关系可能会影响对陆地生态系统碳增益的预测,未来的研究应该充分考虑长期大气氮沉降下植物生物量分配策略的变化.