大氣活性氮沉降增加是當(dāng)前及未來我國所面臨的主要環(huán)境問題之一。氮沉降一方面可能通過影響陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力、土壤酸度等方面對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)功能及服務(wù)產(chǎn)生直接影響,另一方面氮沉降可能通過影響土壤有機(jī)質(zhì)(土壤有機(jī)碳)對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)功能及服務(wù)產(chǎn)生直接或間接影響。然而,目前氮沉降對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤碳的影響程度及方式仍不明確且存在爭議,特別是土壤碳的淋溶動(dòng)態(tài)及響應(yīng)規(guī)律研究匱乏。中科院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所常瑞英副研究員深入研究了我國西南典型亞高山峨眉冷杉林土壤淋溶碳、氮的變化規(guī)律、影響因素及對(duì)活性氮沉降增加的響應(yīng),并取得新的發(fā)現(xiàn)。
依托貢嘎山亞高山針葉林長期氮沉降實(shí)驗(yàn)平臺(tái),課題組利用零負(fù)壓淋溶收集器,通過高頻度連續(xù)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),峨眉冷杉有機(jī)質(zhì)層(O層)淋溶液的碳、氮濃度和淋失通量均高于礦質(zhì)土壤層。O層與礦質(zhì)層淋溶碳氮濃度具有相似的季節(jié)動(dòng)態(tài):在融雪期(4月)淋溶碳氮濃度較高,隨后降低并在生長季季(6月-9月底)保持在較低水平,而10月之后碳氮濃度增加(圖2)。模擬氮沉降并未改變土壤碳淋失的季節(jié)動(dòng)態(tài)規(guī)律,但高氮沉降(4倍自然氮沉降水平)顯著降低了森林有機(jī)質(zhì)層土壤淋溶碳的輸出,而對(duì)礦質(zhì)土層淋溶碳的作用較小;低氮(2倍自然氮沉降水平)沉降對(duì)有機(jī)質(zhì)層和礦質(zhì)土層淋溶碳的作用均較小。微生物學(xué)檢測(cè)結(jié)果表明高氮沉降可能通過抑制有機(jī)質(zhì)層分解進(jìn)而降低其可溶性碳的淋溶損失,而并不是通過促進(jìn)土壤對(duì)淋溶碳的吸附減少淋溶損失。
此外,高氮沉降水平造成了氮素流失,但仍未改變亞高山森林的氮虧缺狀態(tài),表明長江上游亞高山森林是未來氮沉降重要的匯及緩沖器,對(duì)于中下游氮素的富集具有重要的調(diào)控作用。
以上研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFC0502105)及中科院青促會(huì)項(xiàng)目等的支持,成果發(fā)表于期刊Soil Biology Biochemistry。
原文鏈接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071718303018
貢嘎山亞高山森林土壤碳氮淋失觀測(cè)實(shí)驗(yàn)
峨眉冷杉林土壤碳氮淋溶流失及氮沉降的影響