研究揭示氮沉降在我國東北典型森林的去向和再分布

　　隨著氮沉降全球化和我國氮沉降形勢越來越嚴峻，準確量化沉降氮在植物和土壤中的滯留和分配是評估氮沉降對森林生態系統影響方向和程度的關鍵。15N標記手段不僅能準確量化沉降氮在不同生態系統組分中的滯留率，還可以闡明沉降氮隨時間在各組分中的再分配過程。氮沉降對森林生態系統影響的研究在我國起步較晚，國際上對不同形態沉降氮（如NH4+和NO3-）影響的研究也較少。此外，已有研究多數是基于較短時間尺度，還缺乏長期的研究。

　　中國科學院沈陽應用生態研究所穩定同位素生態學研究團隊在清原森林生態系統定位研究站，選擇東北地區典型落葉松人工林和次生混交林進行了為期三年成對15N標記實驗，研究不同形態沉降氮（NH4+和NO3-）在不同生態系統組分中的滯留和再分配，并比較了不同時間尺度下（1周~3個月和1年~3年）的差異以及森林類型之間的差異（圖1）。每個15N標記樣方面積為200 m2，每個處理3個重復樣方。研究結果表明，沉降氮進入生態系統后，在開始的三個月損失較快，后期損失較慢。3個月后，生態系統的15N回收率為58%，3年后為47%。由于通過流失損失的15N所占比例僅不到1%，因此在開始三個月的氮損失很可能是通過氣態氮的方式損失。不同形態沉降氮生態系統總回收率相當，但在不同生態系統組分中的去向分配差異明顯。與NH4+相比，NO3-較多地被植物吸收，較少滯留在土壤有機質層，這種差異在15N標記起始階段表現更為明顯，但隨時間延長差異變小。該研究成果對于認識氮沉降在溫帶森林生態系統的去向和周轉、評價氮沉降對生態系統的碳吸存貢獻和對大氣和水體氮污染的影響有重要的意義。

　　該成果以Fate of atmospherically deposited NH4+ and NO3 -in two temperate forests in China: temporal pattern and redistribution 為題在美國生態學會期刊Ecological Applications 發表。該研究得到國家重點研發項目、中科院前沿科學重點研究項目、中科院盧嘉錫國際團隊和國家自然科學基金資助。方運霆和朱偉興為通訊作者，李善龍和Geshere Abdisa Gurmesa為共同第一作者。