大氣氮沉降升高導致顯著影響了我國亞熱帶常綠闊葉林系統碳循環過程。多數林下施肥模擬大氣氮沉降的實驗證實，長期氮添加顯著提高了土壤有機碳尤其是植物源顆粒有機碳的積累，但對微生物源的礦物結合態有機碳的影響不顯著，其原因在于氮添加一方面促進植物生長，增加了植物向土壤的有機碳輸入，另一方面也加劇了土壤酸化，抑制了土壤微生物的碳利用。然而，林下施氮的方式忽略了林冠生態過程對大氣氮沉降的影響，使得林下氮添加的實驗結果可能不足以反應大氣氮沉降對森林碳動態的真實影響。
中國科學院華南植物園環境生態學研究方向依托廣東省石門臺“林冠林下氮添加實驗”平臺，對比探究了長期（11年）林冠、林下氮添加對森林土壤有機碳動態的影響機制。發現，由于林冠對活性氮的吸收和截留，林冠氮添加對土壤有機碳積累的促進作用顯著弱于傳統的林下氮添加；林下氮添加顯著增加了土壤顆粒有機碳含量，而冠氮添加則顯著增加了礦物結合態有機碳含量，其原因可能是因為林冠氮添加顯著提高了凋落物質量，減緩了土壤酸化，刺激微生物的碳利用，進而促進了顆粒有機碳向礦物結合態有機碳的微生物轉化過程。
研究結果表明，自然大氣氮沉降對森林土壤碳固存的影響機制可能與傳統的林下氮添加實驗結果存在差異。未來的野外控制實驗和生態系統模型開發應該充分考慮林冠生態過程對森林土壤碳動態的影響。
相關研究成果已近日發表在國際學術期刊Catena（《土地鏈》）上。南京信息工程大學陸嘯飛副教授為論文第一作者，華南植物園環境生態學研究方向曠遠文研究員為論文的通訊作者。該項研究得到國家自然科學基金、廣東省重點研發計劃項目、國家重點研發計劃和廣東省科技計劃項目等資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.108536
圖. 長期林冠與林下氮添加對森林土壤有機碳組分影響的差異。藍色和紅色箭頭分別表示林冠和林下氮添加的影響，箭頭的粗細表示影響的強度。SOC，土壤有機碳；POC，顆粒有機碳；MAOC，礦物結合有機碳。
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