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?氮穩(wěn)定同位素自然豐度（δ15N）被廣泛用于指示生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)特性。豆科樹種在全球森林廣泛分布，尤其是在熱帶地區(qū)。由于具有共生固氮能力，豆科森林15N豐度受固氮過程中氮氣（δ15N=0‰）的影響，其15N模式以及對生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)的指示作用可能與非豆科森林存在差異。然而，目前有關(guān)兩類森林葉片δ15N對土壤氮循環(huán)指示作用的差異性以及其對養(yǎng)分有效性變化的響應(yīng)尚不明確。
?中國科學(xué)院華南植物園鄭棉海研究團隊依托廣東省鶴山森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站的長期氮磷添加試驗平臺，選取豆科人工林（Acacia auriculiformis）和非豆科人工林（Eucalyptus urophylla）為研究對象，對“植物-凋落物-土壤”連續(xù)體的δ15N進行了分析，同時監(jiān)測了土壤氮動態(tài)相關(guān)指標用以系統(tǒng)地對比養(yǎng)分添加下兩類人工林植物和土壤15N的變化趨勢以及其對土壤氮循環(huán)的指示作用。
?研究發(fā)現(xiàn)，氮添加對葉片δ15N的影響取決于森林類型，非豆科人工林林下植物葉片δ15N在氮添加下顯著增加，而豆科林無顯著變化。長期養(yǎng)分添加顯著改變了兩個人工林的土壤氮損失，具體表現(xiàn)為氮添加顯著增加了土壤N2O排放以及NO3-淋溶速率，而磷添加表現(xiàn)出相反作用。此外，非豆科人工林葉片δ15N與土壤N2O排放和NO3-淋溶速率之間表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)關(guān)系，豆科人工林未表現(xiàn)出顯著的相關(guān)關(guān)系。本研究表明，養(yǎng)分添加下的植物葉片δ15N對土壤氮動態(tài)的指示作用在豆科和非豆科森林之間存在差異，該研究結(jié)果拓展了15N自然豐度指示生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)過程和狀態(tài)的傳統(tǒng)認知。
?相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Plant and Soil（《植物與土壤》）上。中國科學(xué)院華南植物園博士生毛晉花（已畢業(yè)，現(xiàn)為中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所博士后）為論文第一作者，鄭棉海副研究員為通訊作者，毛慶功副研究員為共同通訊作者。該項研究得到國家自然科學(xué)基金等項目的資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1007/s11104-024-06523-y
圖1. 氮磷添加下豆科和非豆科森林植物葉片δ15N對土壤氮動態(tài)的指示作用
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