森林土壤氮转化对氮添加短期响应的同位素研究

摘要

中国是全球氮(N)沉降较严重的三大区域之一,南方热带和亚热带区域尤为严重.氮沉降增加如何影响森林生态系统林生产力以及土壤碳氮循环过程是生态系统对全球变化响应领域前沿科学问题.本研究利用稳定同位素示踪技术(15N稀释法)和土壤N转化同位素模型、结合原位氮添加实验,探讨了中国南方亚热带湿地松人工林土壤氮转化过程对不同剂量和不同形态外源氮添加的短期响应.发现NH4+沉降并不会刺激亚热带森林土壤N03-生产和削弱N03-固持能力,而N03-沉降增加会刺激亚热带自养硝化和抑制N03-固持,加剧生态系统N损失风险;高氮添加抑制NH4+固持,进一步加剧NH4+富集风险;分析了氮相对富集的森林生态系统土壤氮矿化过程的主要影响机制.研究结果对于揭示全球变化对森林植被-土壤相互作用关系具有重要意义.