土壤激發(fā)效應(yīng)是指由有機物質(zhì)加入所引起的土壤有機質(zhì)分解在短期內(nèi)劇烈改變的現(xiàn)象。激發(fā)效應(yīng)能夠調(diào)控土壤碳氮周轉(zhuǎn)的速度, 并影響植物、土壤微生物等對養(yǎng)分的獲取和競爭, 維持生態(tài)系統(tǒng)各組分間的養(yǎng)分平衡。作為全球變化的主要方面之一,日益嚴重的氮沉降對陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)產(chǎn)生了巨大的影響,這其中也包括激發(fā)效應(yīng)。然而,目前探究野外氮沉降對激發(fā)效應(yīng)影響的研究非常有限。

圖1. 氮沉降形態(tài)及外源碳輸入量對激發(fā)效應(yīng)的影響。
基于此,中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所人工林生態(tài)組研究團隊以帽兒山老山落葉松人工林氮沉降固定樣地為依托,探究了在不同形態(tài)氮沉降條件下我國北方典型森林土壤有機質(zhì)分解的激發(fā)效應(yīng),發(fā)現(xiàn)土壤有機質(zhì)的激發(fā)效應(yīng)受外源碳添加量以及氮沉降形態(tài)的共同作用(圖1)。有機氮沉降能夠抑制葡萄糖添加所誘導(dǎo)的激發(fā)效應(yīng),并且隨著外源碳添加水平增大,有機氮沉降對激發(fā)效應(yīng)的抑制作用逐漸增強。與之相比,無機氮沉降以及無機有機混合氮沉降并沒有對激發(fā)效應(yīng)產(chǎn)生顯著影響。有機氮沉降通過調(diào)控激發(fā)效應(yīng)的方式降低了土壤有機碳的損失,從而促進土壤有機碳的積累,年凈變化量達到外源碳輸入量的27.2%。
本研究強調(diào)了外源碳輸入量以及氮沉降的形態(tài)在調(diào)控土壤有機質(zhì)激發(fā)效應(yīng)中的重要作用。這一系列研究成果有助于揭示土壤有機質(zhì)激發(fā)效應(yīng)的碳氮耦合規(guī)律,為構(gòu)建全球氮沉降條件下區(qū)域尺度的碳循環(huán)模型提供數(shù)據(jù)支持及理論基礎(chǔ)。
該成果以“Organic N deposition favours soil C sequestration by decreasing priming effect”為題發(fā)表在Plant and Soil雜志上,田鵬博士為第一作者,王清奎研究員為通訊作者。該研究得到國家重點研發(fā)項目、國家自然科學(xué)基金等項目的支持。




