华南植物园发现长期氮沉降可改变热带森林土壤溶解性有机质组成

　　

 

　　土壤溶解性有机质(Dissolved Organic Matters, DOM)是森林碳素生物地球化学循环的重要组成部分，有效连接了土壤碳库和水循环，并受到外源氮素输入的调控。尽管普遍认为氮沉降增加有利于热带森林土壤碳吸存，但尚不清楚长期氮输入如何影响土壤DOM组成及其与土壤碳吸存的关系。 

　　中国科学院华南植物园氮素生物地球化学研究团队基于鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林（原始林）长期模拟氮沉降试验样地，结合多种实验手段探讨了土壤DOM的数量、光学性质和分子水平特征等对大气氮沉降增加的响应。研究发现，长达18年的高氮输入显著改变了土壤DOM组成，增加了土壤溶解有机碳含量。中氮（10g m^-2yr^-1）和高氮（15g m^-2yr^-1）处理显著增加了DOM平均分子量和芳香度， 254nm处的比紫外吸收系数提高17%，芳香指数提高35%，稠环芳烃百分比提高67%；同时，氮添加增加了木质素、单宁和富羧基脂环化合物等顽固性组分的百分比，但降低了易被生物利用（H/C比>1.5）的DOM组分百分比。此外，发现有机碳重组分含量与光学性质、顽抗性DOM成分具有显著相关性。这些结果表明，长期高氮沉降输入可改变热带森林土壤DOM的组成，进而有利于土壤有机碳积累。本研究对深入探讨土壤DOM动力学与有机碳吸附的关联机制具有重要意义。 

　　相关研究结果于近期在线发表在国际知名学术期刊Environmental Research Letters（《环境研究快报》）（IF_5-year = 8.414）。华南植物园为第一和通讯作者单位，鲁显楷研究员为通讯作者，博士后牛国祥与南方科技大学博士生尹格格为共同第一作者，其他参与作者包括华南植物园莫江明研究员和毛庆功助理研究员，以及南方科技大学的王俊坚研究员和硕士生莫潇晗。该研究得到了国家优秀青年科学基金项目和中科院青年创新促进会会员项目等的资助。文章链接：https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac8e87

图：长期氮添加对南亚热带森林土壤DOM光谱性质（左图）和不同功能组分相对丰度（右图）的影响。