全球变化,包括局部地区干旱及氮沉降等,正变得日益严重。森林植被正面临着前所未有的生存压力,而环境因子交互作用对森林的影响,森林植被如何采取生理生态学措施适应变化的环境,是生态学家研究的热点。本研究选取了亚热带常绿阔叶林建群种--木荷(Schimasuperba),研究氮沉降与水分胁迫交互作用对其生长形态(株高、地径、冠幅)、叶绿素含量、叶绿素荧光特征、气体交换特征、生物量及其分配格局、叶片稳定碳同位素及木荷根茎叶CNP含量等生理生态学特征的影响。本研究主要从形态学(株高,地径,冠幅,生物量及分配格局,叶绿素含量等),光合生理学(叶绿素荧光特征,气体交换特征)及生态化学计量学特征(木荷根茎叶CNP含量及分配)三个方面揭示木荷对氮沉降与水分胁迫交互作用的响应机制,将有助于理解及预测未来气候变化对森林植被的影响,为深入研究氮沉降与水分胁迫交互作用对植物的影响提供基础数据。隔离降雨棚下设置模拟氮沉降与水分胁迫交互作用的控制试验,以NH4NO3作为外加氮源,设计四个氮沉降水平样地:对照CK(OkgNhm-2·a-1)0低氮LN(50kg Nhm-2· a-1)中氮 MN(100kg Nhm-2· a-1)高氮 HN(150kg Nhm-2· a-1),每个氮沉降样地再等分设置三个水分胁迫,依据土壤含水量占田间持水量的百分比设计:无水分胁迫(W1,100%)、轻度水分胁迫(W2,60%)、重度水分胁迫(W3,30%),进行交互实验。结果表明:(1)各处理组间木荷株高、冠幅的氮水交互作用均存在显著性差异。水分胁迫加剧抑制了木荷的生长;低中氮处理促进木荷的生长,高氮处理又对木荷生长产生抑制。(2)各处理组间木荷叶片、茎、主根及侧根生物量等的氮水交互作用均存在显著性差异。水分胁迫降低了木荷的总生物量,增加了木荷的根冠比,降低了叶重比和茎重比。低中氮沉降促进总生物量的增长,而高氮沉降降低总生物量。(3)各处理组间木荷叶片Pn、Trm、Gs、Ci的氮水交互作用均有显著性差异。水分胁迫抑制木荷的光合作用,低中氮沉降促进光合作用而高氮沉降抑制。(4)各处理组间木荷叶片ETR、Yield、Fv/Fm、Fo、NPQ、D等氮水交互作用均有显著性差异。水分胁迫会加剧木荷遭受光抑制,从氮沉降处理来看,低中氮沉降会减轻植物遭受光抑制,高氮沉降又使木荷光抑制现象加重。在高氮沉降和低水分胁迫时候,NPQ值和热耗散D均较高。叶片耗散过剩光能为热,以保护光合机构免受伤害,达到光保护的目的,这是氮水交互作用下木荷的适应机制之一。(5)各处理组间木荷叶片、茎中碳、氮、磷含量的氮水交互作用均有显著性差异,处理组间侧根中磷含量差异不显著。水分胁迫抑制了木荷碳氮含量的吸收,促进磷的吸收。氮沉降促进木荷碳氮含量的吸收,抑制磷的吸收。在无水分胁迫时候,在对照和低氮沉降下木荷生长主要受氮限制,而中高氮沉降受磷限制。中高度水分胁迫,在对照和高氮沉降下木荷生长受氮限制,而低氮和中氮沉处理下受磷限制。(6)各处理组间木荷叶片δ13C值有显著性差异。中度氮沉降与中度水分胁迫交互处理显著高于其他水平。从大多数指标的结果来看,氮沉降对水分胁迫有影响。低中氮沉降减轻水分胁迫对植物的影响;而高氮沉降加重水分胁迫对植物的影响。即本研究的氮沉降与水分胁迫对木荷的影响不支持“独立作用理论”,结果表明低中氮沉降减轻水分胁迫的负面效应(“促进理论”),而高氮沉降加重水分胁迫的负面效应(“权衡理论”)。同时木荷对水分胁迫与氮沉降均有一定的耐受能力,可以通过调整根冠比,增加热耗散,并通过加快蒸腾带走热量,提高水分利用效率等适应机制来适应胁迫。