中文摘要：

申请者抓住植物中营养元素的协同与拮抗的相互作用是普遍存在的现象，以及它们在植物的生理、形态学、气孔的开闭功能中起着不同作用的这一线索，通过贵州岩溶地区和砂岩地区上的C3植物和C4草类的δ13C值和营养元素浓度或形态随海拔高度，以及季节性变化的对比研究，了解营养元素的相互作用对碳同位素分馏作用的影响机制，探讨营养元素在不同环境地质地球化学条件和土壤环境胁迫下生物地球化学过程，尤其是土壤微生物生物量磷和其它营养元素在土壤中的不同形态之间的相互作用，与植物碳同位素分馏值（Δ）之间的内在关系。本项研究将对西部地区退耕还林还草环保工程的实施、森林生态系统的经营与管理、生物多样性保护，以及农业持续发展具有重要的理论指导意义。

结论摘要：

不管是P-缺乏还是N-缺乏的植物，植物对营养元素的吸收与土壤中营养元素的存在状态有紧密的联系，但大多数营养元素从根部到叶片的迁移模式不同于吸收模式。植物的正常生长必须是光合作用过程与基质（如溶解性糖类）的消耗过程相平衡。反过来，这些平衡必须响应于，并受矿物质营养元素平衡的控制。比如，对豆科类植物的N:P比值必须维持在15（质量之比）左右，而溶解性糖类有比例地从叶片到根系逐步增加。如果植物生长受到影响，N:P比值要上升，超过临界值16（质量之比），从传统的观念认为它是由P-缺乏所引起。然而，我们的研究结果表明N:P比值的上升引起两种结果一种是溶解性糖类积累，水溶性部分的δ13C值相对于整体植物的δ13C值来说偏负，表明光合作用速度优于基质的消耗速度。此时P-缺乏是限制植物生长的主要因素；另一种是溶解性糖类的耗尽，水溶性部分的δ13C值相对于整体植物的δ13C值来说偏正，表明基质的消耗速度优于光合作用速度。此时N-缺乏是限制植物生长的主要因素。确定N或P，哪一种起限制作用的因素是P:Ca比值。对此给予证据的是我们的发现P在植物体中的分配行为大大不同于N，而非常类似于Ca。