氮沉降对森林生态系统结构和功能的影响是全球变化生态学研究的热点问题。氮沉降通过其对植物水分和养分的吸收、传输、利用和散失等直接或间接作用影响植物的生理过程和生长、改变植物的结构和功能性状，进而对极大地影响陆地生态系统的结构、过程和生态服务功能。尽管区域和全球尺度的氮沉降对陆地生态系统生产力的影响已受到广泛关注，但有关陆地植被对氮沉降响应的生理生态学机制尚不明晰。植物体内有效的水分传输是其生长和存活的基础，本研究以长白山阔叶红松林重要优势树种——水曲柳的幼苗为研究对象，开展了较长期的模拟氮沉降控制实验（5年），利用较新的测定技术研究了不同浓度的土壤氮添加对树木水分传输过程的影响，以探讨氮沉降影响树木个体生长表现的水分生理学机制。本研究发现，不同浓度模拟氮沉降对树木的生长呈现非线性关系，中低浓度的模拟氮沉降（20-80 kg yr^-1）能有效缓解当前氮亏缺限制，促进植株光合碳同化，而高浓度模拟氮沉降（> 80 kg yr^-1）则会抑制植物生长，并且施氮浓度对植株地上和地下生物量分配的影响也同样呈现非线性关系（图1）。更重要的是，不同浓度模拟氮沉降对树木生长的影响与其对根系和叶片水分传导功能间呈现强烈的耦合关系（图2），表明植物水分关系（plant-water relations）在植物响应氮沉降的过程中扮演重要的角色。该研究结果有助于全面认识氮沉降对森林生态系统结构和功能影响的生物学机理，对全球变化背景下的森林保护和管理具有重要的理论指导意义。 

　　图1.不同浓度氮沉降对水曲柳幼苗(a)单位叶面积的根水力导度，(b)单位根重的根水力导度，和(c) 单位叶面积的叶片水力导度  

　　图2.不同浓度氮沉降对水曲柳幼苗生长的非线性影响 (H，植株高度；AGM，地上生物量；RM，根生物量；R/S，根茎比)  

　　本研究由植物生理生态组成员郝广友，王淼，张巍巍，杨达和宋佳以及界面生态组研究成员韩士杰和王爱英共同完成, 研究结果已在SCI农林类一区期刊树木生理学（Tree Physiology）上发表。