[EGM]氮缺乏加速了溫帶退化草地土壤有機(jī)碳的分解

　　氮(N)可利用性在土壤有機(jī)碳(SOC)的固持和生物地球化學(xué)循環(huán)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通常，氮可利用性對土壤有機(jī)碳分解的影響是在氮富集（N+）實驗的基礎(chǔ)上探討的。然而，許多自然和人為過程往往會降低土壤氮可利用性。氮可利用性的降低將導(dǎo)致土壤中的氮缺乏或營養(yǎng)失衡，土壤有機(jī)質(zhì)消耗，土壤多功能性受限，并向大氣中釋放更多的碳從而加劇氣候變暖。因此，探索土壤氮可利用性降低的影響對于全面了解SOC過程以應(yīng)對未來氣候變化中復(fù)雜的資源供應(yīng)是必要的。目前還沒有直接證據(jù)表明氮可利用性（N?）的降低如何影響SOC分解，微生物驅(qū)動的SOC分解對氮可利用性的反應(yīng)機(jī)制尚不清楚。

　　近期，中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所助理研究員曾文靜使用離子交換膜設(shè)置減氮(N?)處理降低土壤氮可利用性，并同時設(shè)置加氮(N+)處理，對來自不同退化程度的溫帶草地土壤樣本進(jìn)行了培養(yǎng)實驗。研究內(nèi)容“Nitrogen deficiency accelerates soil organic carbon decomposition in temperate degraded grasslands”發(fā)表在SCI一區(qū)Top期刊Science of the Total Environment期刊上(IF=10.75)。

　　作者選擇從未退化到極度退化4個不同退化程度的溫帶草地土壤樣品，在N+和N-處理下進(jìn)行培養(yǎng)。作者使用美國PP Systems公司的便攜式土壤碳通量測定系統(tǒng)EGM測定土壤CO2排放速率發(fā)現(xiàn)，無論退化狀態(tài)如何，N?處理(8.60至87.30 mg C/g Cinital)都能促進(jìn)總累積碳(C)的釋放，而N+處理(?129.81至?16.49 mg C/g Cinital)則能抑制總累積碳的釋放(圖1)。

圖1 減氮(N-)和加氮(N+)處理對未退化(ND)、中度退化(MD)、重度退化(SD)和極度退化(ED)草地土壤CO2-C累積釋放(a)以及活性碳庫(b)和難降解碳庫(c)排放的影響。

　　有趣的是，N?和N+對SOC分解的影響是不對稱的；隨著

　　草地退化程度的增加，土壤有機(jī)碳分解對氮的敏感性高于對氮的敏感度(圖2)。

　　圖2 累積碳釋放(a，b)、易分解有機(jī)碳釋放(c，d)和難分解有機(jī)碳釋放(e，f)對氮可用性的增加和減少的敏感性。在每個草地上有15個重復(fù)(3個重復(fù)樣方×5次測量)?；疑珔^(qū)域表示回歸的95%置信區(qū)間。本研究結(jié)果為氮對SOC分解的不同影響和機(jī)制提供了直接證據(jù)，應(yīng)在土壤過程模型中加以考慮，以更好地預(yù)測營養(yǎng)循環(huán)對全球變化的響應(yīng)。