森林土壤有机碳对氮添加方式响应差异机制获揭示
中国科学院华南植物园研究员旷远文团队与南京信息工程大学副教授陆啸飞合作，研究揭示了带常绿阔叶林土壤有机碳对林冠与林下氮添加响应差异的机制。相关成果近日发表于《土地链》（Catena）。
11年林冠与林下氮添加对森林土壤有机碳组分影响的差异。研究团队供图 ?
大气氮沉降升高显著影响了我国带常绿阔叶林系统碳循环过程。多数林下施肥模拟大气氮沉降的实验证实，长期氮添加显著提高了土壤有机碳尤其是植物源颗粒有机碳的积累，但对微生物源的矿物结合态有机碳的影响不显著，其原因在于氮添加一方面促进植物生长，增加了植物向土壤的有机碳输入，另一方面也加剧了土壤酸化，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态过程对大气氮沉降的影响，使得林下氮添加的实验结果可能不足以反映大气氮沉降对森林碳动态的真实影响。
该研究在国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助下，依托广东省石门台“林冠、林下氮添加模拟大气氮沉降”野外控制实验平台，对比探究了11年期的林冠、林下氮添加对森林土壤有机碳动态的影响机制。研究发现，由于林冠对活性氮的吸收和截留，林冠氮添加对土壤有机碳积累的促进作用显著弱于传统的林下氮添加；林下氮添加显著增加了土壤颗粒有机碳含量，而冠氮添加则显著增加了矿物结合态有机碳含量，其原因可能是林冠氮添加显著提高了凋落物质量，土壤酸化程度低，刺激微生物的碳利用，进而促进了颗粒有机碳向矿物结合态有机碳的微生物转化过程。
该研究结果表明，自然大气氮沉降对森林土壤碳固存的影响机制可能与传统的林下氮添加实验结果存在差异。未来的野外控制实验和生态系统模型开发应该充分考虑林冠生态过程对森林土壤碳动态的影响。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.108536
