大氣氮沉降升高導(dǎo)致顯著影響了我國(guó)亞熱帶常綠闊葉林系統(tǒng)碳循環(huán)過(guò)程。多數(shù)林下施肥模擬大氣氮沉降的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，長(zhǎng)期氮添加顯著提高了土壤有機(jī)碳尤其是植物源顆粒有機(jī)碳的積累，但對(duì)微生物源的礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳的影響不顯著，其原因在于氮添加一方面促進(jìn)植物生長(zhǎng)，增加了植物向土壤的有機(jī)碳輸入，另一方面也加劇了土壤酸化，抑制了土壤微生物的碳利用。然而，林下施氮的方式忽略了林冠生態(tài)過(guò)程對(duì)大氣氮沉降的影響，使得林下氮添加的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能不足以反應(yīng)大氣氮沉降對(duì)森林碳動(dòng)態(tài)的真實(shí)影響。
中國(guó)科學(xué)院華南植物園環(huán)境生態(tài)學(xué)研究方向依托廣東省石門臺(tái)“林冠林下氮添加實(shí)驗(yàn)”平臺(tái)，對(duì)比探究了長(zhǎng)期（11年）林冠、林下氮添加對(duì)森林土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)的影響機(jī)制。發(fā)現(xiàn)，由于林冠對(duì)活性氮的吸收和截留，林冠氮添加對(duì)土壤有機(jī)碳積累的促進(jìn)作用顯著弱于傳統(tǒng)的林下氮添加；林下氮添加顯著增加了土壤顆粒有機(jī)碳含量，而冠氮添加則顯著增加了礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳含量，其原因可能是因?yàn)榱止诘砑语@著提高了凋落物質(zhì)量，減緩了土壤酸化，刺激微生物的碳利用，進(jìn)而促進(jìn)了顆粒有機(jī)碳向礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳的微生物轉(zhuǎn)化過(guò)程。
研究結(jié)果表明，自然大氣氮沉降對(duì)森林土壤碳固存的影響機(jī)制可能與傳統(tǒng)的林下氮添加實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在差異。未來(lái)的野外控制實(shí)驗(yàn)和生態(tài)系統(tǒng)模型開(kāi)發(fā)應(yīng)該充分考慮林冠生態(tài)過(guò)程對(duì)森林土壤碳動(dòng)態(tài)的影響。
相關(guān)研究成果已近日發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Catena（《土地鏈》）上。南京信息工程大學(xué)陸嘯飛副教授為論文第一作者，華南植物園環(huán)境生態(tài)學(xué)研究方向曠遠(yuǎn)文研究員為論文的通訊作者。該項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目等資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.108536
圖. 長(zhǎng)期林冠與林下氮添加對(duì)森林土壤有機(jī)碳組分影響的差異。藍(lán)色和紅色箭頭分別表示林冠和林下氮添加的影響，箭頭的粗細(xì)表示影響的強(qiáng)度。SOC，土壤有機(jī)碳；POC，顆粒有機(jī)碳；MAOC，礦物結(jié)合有機(jī)碳。
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