净初级生产力是最基础的生态系统功能，是生态系统向人类社会提供各种服务的物质基础。氮素是全球多类陆地生态系统净初级生产力的重要限制性养分元素。生态系统的地上净初级生产力（ANPP）往往先随着氮素输入量的增加而增加，在氮素输入量达到一定程度后ANPP将不再增加，此时出现生产力的氮饱和现象。明确生态系统初级生产力的氮饱和阈值是探究大气氮沉降对生态系统物质循环影响的基础，更是进行生态系统氮素管理措施研发的先决条件。
　　全球平均而言，草原地下净初级生产力（BNPP）约占总净初级生产力（NPP）的60%，在碳固持方面发挥着重要作用。然而由于BNPP测定费时费力，实验数据极为匮乏，其氮饱和阈值及其与ANPP氮饱和阈值的异同尚属未知，限制了深入理解和准确预测草原NPP对氮素输入响应的。
　　沈阳生态所生态化学计量组研究团队联合来自英国Lancaster大学和中国科学院植物研究所的科研人员，依托额尔古纳森林草原过渡带生态系统定位研究站设置的草甸草原氮素化合物添加实验平台，通过对地上和地下净初级生产力的多年连续观测，系统揭示了NPP及其地上和地下组分对于不同氮素输入量的响应规律。研究发现：草甸草原ANPP的氮素饱和阈值在13gNm^-2yr^-1, 超过该阈值后ANPP将不再随氮素输入量的增加而变化。在氮素输入量低于5gNm^-2yr^-1时，BNPP随氮输入量增加而增加；高于5gNm^-2yr^-1后，BNPP将随氮输入量增加而下降；ANPP和BNPP的差异性响应导致NPP的氮素饱和阈值（6.7gNm^-2yr^-1）远低于ANPP。这意味着不能够简单的以ANPP的响应去推测NPP对氮素输入的响应。
　　上述研究结果以“Different nitrogen saturation thresholds for above-, below-, and total net primary productivity in a temperate steppe”为题发表于Global Change Biology杂志。沈阳生态所博士毕业生、海南大学杨国姣副教授为论文第一作者，吕晓涛研究员为通讯作者。这项研究是该团队在发现ANPP和BNPP年际间稳定性对于氮素输入响应存在极大差异之后（Global Change Biology, 2022, 28:2711–2720）的又一重要科学发现，对于理解氮素输入对草原生产力的影响具有重要帮助作用。该项研究得到国家重点研发项目和国家自然科学基金等的资助。
　　论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gcb.16803

草原总生产力（NPP）及其组分（ANPP和BNPP）响应氮素输入的模式图

呼伦贝尔草甸草原总初级生产力及其组分（2016-2020年均值）随氮素输入量的变化情况