草地沙化会使土壤结构退化、保水保肥能力下降，从而导致植物群落生产力与物种丰富度下降。不同植物物种对土壤贫瘠化的抗性具较大差异，这一定程度上决定于植物养分吸收与元素计量比例关系的稳定程度。比如，氮利用生态位宽、元素计量关系可塑性大的物种，可能具有较高的元素利用效率，从而更适宜与其他物种共存。然而，有研究发现元素化学计量关系稳定的物种，在贫瘠环境中维持相对较高的养分吸收与利用能力。因此，植物生产力对环境变化的抗性与自身元素含量稳定性间的关联关系尚具有较大不确定性。此外，植物与菌根真菌的共生，是维持养分供应、增强其对贫瘠环境抗性的另一重要机制。
基于此，中国科学院沈阳应用生态研究所土壤化学研究团队依托科尔沁南缘草地，通过将河沙与土壤按不同质量比例进行人为混合，模拟草地沙化过程中不同程度的土壤粗化、贫瘠化现象，选取优势物种寸草苔（Carex duriuscula，菌根侵染率通常低于5%）与委陵菜（Potentilla chinensis，菌根侵染率通常高于50%）为研究对象，将¹⁵N配对标记技术与植物全元素（12种）测定相结合，探究两种植物的生长特性如生物量、物种密度等对土壤贫瘠化的响应方式，及其与氮吸收特性、元素含量稳定性的关联关系。研究发现，寸草苔的生物量、盖度和物种密度随沙化程度增加而下降，但委陵菜的相关指标未发生显著变化。主要原因是由于寸草苔的元素含量具较高可塑性，如¹⁵NO₃^-与¹⁵NH₄⁺含量随土壤贫瘠化程度的升高而增加，可能表征其受氮限制加强；而其磷、硫、镁、钠及铜含量降低，严重影响与营养元素相关联的植物生理生态过程；但委陵菜除磷、钾外的营养元素含量均保持不变（见下图）。此外，相较于寸草苔，委陵菜较高的营养元素含量及菌根侵染率，也可能是其在贫瘠环境中抗性较强的原因。
以上成果以Stability of elemental content correlates with plant resistance to soil impoverishment为题近期在线发表于Plant and Soil。沈阳生态所土壤化学组王汝振副研究员与辽宁省沙地治理与利用研究所吕林有副研究员为论文共同第一作者，姜勇研究员为通讯作者，刘贺永、李波等为共同作者；该研究得到国家自然科学基金面上项目（32071563、31870441）、中科院青促会人才项目等的资助。
土壤贫瘠化影响寸草苔与委陵菜生物量与元素含量示意图