本报讯(记者 朱汉斌 通讯员 周飞)近日,中科院华南植物园生态中心毛晋花等在副研究员郑棉海、研究员莫江明的指导下,揭示了豆科主导森林的大气沉降氮去向和分配模式。相关研究发表于《全球变化生物学》。
目前豆科森林对其他外源输入氮(如大气沉降氮)的留存能力仍然不清楚,限制了人们对大气氮沉降效应和陆地生态系统氮收支的准确评估。此外,豆科固氮植物广泛分布于“富氮”的热带森林,因此学术界对豆科森林对外源氮的留存潜力还存在争议,普遍认为其潜力较低。
研究人员以广东省鹤山长期(10年)氮沉降样地为实验平台,选取豆科种植林和非豆科林为实验对象,首次开展了生态系统尺度的15N标记实验。通过为期1年的15NH415NO3持续喷施,对比了外源输入氮(大气沉降氮和氮添加)在两种森林不同组分中的留存和分配模式。研究发现,“富氮”的豆科林对大气沉降氮仍具有很高的留存潜力,且豆科林生态系统总15N回收率显著高于非豆科林。矿质土是大气沉降氮的主要汇,但土壤回收率在两种森林中不存在显著差异。豆科林相对于非豆科林较高的生态系统15N回收率主要由豆科树种驱动。此外,长期氮添加没有改变两种森林的氮留存模式。
该研究强调了将豆科主导森林纳入地球系统氮循环模型的必要性,可用以准确评估全球氮沉降对陆地生态系统的生态学效应。
论文第一作者毛晋花表示,由于以往多数研究认为氮素是合成磷获取酶(磷酸酶等)的重要元素,该研究结果揭示的豆科林具有较高氮留存能力有助于理解“富氮缺磷”热带地区中豆科树种广泛分布这一“悖论”现象。
相关论文信息:https://doi.org/10.1111/gcb.16005
《中国科学报》 (2021-12-07 第4版 综合)