華南植物園發現氮富集促進陸地生態系統土壤有機碳固存新機制
大氣氮（N）沉降顯著影響了陸地生態系統土壤有機碳動態。土壤團聚體在土壤結構穩定和土壤有機碳碳固持中起重要作用。盡管學者對N素富集影響植物非根際土壤碳動態變化開展了諸多研究，但土壤團聚體對N素富集的響應及其對有機碳固存的潛在機制尚不清楚。
中科院華南植物園生態中心侯恩慶博士在曠遠文研究員的指導下，聯合南京大學科研人員，分析了中國陸地生態系統76個N添加實驗數據，評估了N富集對土壤團聚體及其碳固存的影響。結果表明，N素富集顯著增大了土壤顆粒的平均重量直徑（+10%），提高了大團聚體比例（+6%），但降低了黏粉粒比例 （-9%）。在所研究的生態系統中，大團聚體碳含量對N素富集響應（+15%）均大于非根際土壤碳含量（+5%），但微團聚體和黏粉粒碳含量對N富集的響應不顯著，且N富集對土壤團聚體效應值大小因生態系統類型和施肥策略而異。此外，N富集導致的土壤pH值持續下降與土壤團聚體碳含量密切相關。N素富集通過提高大團聚體碳含量、酸化土壤和抑制微生物對土壤有機質分解途徑促進顆粒有機碳的積累。研究推論，大氣N沉降可促進中國陸地生態系統土壤團聚體的形成及其固碳效應。
該研究從土壤團聚體的角度提出了大氣N沉降增加背景下我國陸地生態系統土壤有機碳積累的新機制，有望為未來深入研究大氣N沉降對陸地生態系統碳循環的影響機制提供參考。
相關研究成果已近期發表在國際學術期刊Global change biology（《全球變化生物學》） (IF=8.555) 上。研究得到國家自然科學基金項目、南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）核心團隊項目和國家重點研發項目的研究資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1111/gcb.15604
圖1. 氮富集對土壤團聚體及其有機碳含量的影響
圖2. 概念模型：土壤團聚體及其碳固存對氮富集的潛在響應機制
