受全球氣候變化研究的推動,氮沉降對陸地生態系統碳循環和碳收支的影響成為了科學工作者關注的焦點。生態系統碳收支對氮沉降的響應取決于生態系統碳輸入(如生產力)和碳輸出(如凋落物分解)對沉降的響應方向和強度。目前研究結果表明,氮沉降對植物的生長及地上生產力的影響主要表現為促進作用,而眾多模擬氮沉降或施氮試驗表明,氮有效性的增加對植物凋落物分解的影響并不一致,而且在氮沉降研究中,國內外學者均較為關注地上凋落物分解的研究,而忽視了地下凋落物——根系的分解。細根的生長、死亡和分解可能是地下養分和有機質輸入的主要途徑,土壤碳庫的大部分碳可能主要來源于細根。然而關于氮沉降增加對細根分解影響的認知還十分匱乏。
中國科學院沈陽應用生態研究所孫濤博士在與研究員王正文和呂曉濤的合作研究中,以常見的5個溫帶樹種為研究對象,通過連續5年的研究,探討了長期氮添加對細根(直徑<0.5 mm)分解的影響及其機制。研究發現漸近線分解模型能夠較好地模擬細根長期分解過程中的質量損失率;氮添加能夠促進凋落物分解初期的分解速率,同時促進了參與纖維素分解酶的活性;無論凋落物基質初始木質素含量高低,氮添加均抑制了凋落物后期的分解速率,同時抑制了降解木質素組分的酶氧化酶的活性。這一研究結果表明,長期的氮沉降持續增加可能會降低凋落物的分解速率,而且這種抑制性與初始木質素含量沒有關系。同時,該研究強調了長期凋落物分解對氮添加的響應。
該研究得到國家自然科學基金項目(No. 31270494)的支持,相關結果發表于Soil Biology & Biochemistry,2016,93:50-59。
標簽:氮沉降
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