贡嘎山站揭示氮沉降下高寒森林土壤氮淋溶的动态变化规律

作者：贡嘎山站   更新时间：2023-12-17

       研究显示我国西南山地的大气氮沉降速率呈增加显著的趋势，因此大气氮沉降在当前及未来相当长时期内仍是影响山地生态系统结构和功能的重要因素。大气氮沉降增 加可能引起山地土壤的氮淋溶，进而对河流生态系统产生广泛的影响，例如水体富营养化等。然而，位于长江上游的高寒森林土壤氮淋溶对大气氮沉降的长期响应格 局尚不明确。贡嘎山站常瑞英团队深入研究了我国西南山地典型高寒森林土壤氮淋溶对氮沉降的长期响应格局及调控因素，并取得了进展。

       课题组依托贡嘎山站建立了高寒森林多水平氮沉降试验平台，利用零负压淋溶液收集器以及氮同位素示踪法，经过长达8年的连续高频观测发现：仅高氮添加显著地提高了土壤有机质层中总溶解性氮（TDN）的浓度及通量（图1）；然而，不论何种氮添加处理水平，溶解性有机氮（DON）一直是土壤氮淋溶的主要形式。值得注意的是，研究还揭示了一个有趣的现象：氮添加对氮淋溶的刺激作用随时间减弱（图2），结合同位素示踪揭示这一现象可能与高寒森林强烈的氮吸收有关。随着森林的生长，森林中的植物逐渐吸收更多的氮，从而减少了氮在土壤中的淋溶。

       此外，尽管氮添加造成了TDN的流失，但长期氮添加仍未改变高寒森林的氮亏缺状态。这些结果强调了高寒森林在调节氮添加对氮淋溶的影响中具有重要作用，高寒森林将对日益增加的氮沉降表现出更高的生态韧性。

       该成果以题为“The Stimulation Effect of Nitrogen-addition on Soil Nitrogen Leaching Weakens Over Time in an Alpine Forest”近期发表于Journal of Geophysical Research: Biogeosciences。本研究得到国家自然科学基金、中科院青促会优秀会员、四川省科学基金及山地所人才引进项目的资助。

       原文：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2023JG007504

图1. 氮添加下高寒森林土壤氮淋溶的动态（a-b）及不同形态氮占总淋溶氮的比例（c）

图2. 氮添加对土壤氮淋溶影响的时间动态