????大氣氮沉降是影響生態系統過程和功能的重要環境因素，明晰土壤氮流失對氮沉降的響應規律和機制有助于深入理解生態系統對氮沉降的響應，是當前研究的前沿與熱點。近期，貢嘎山站常瑞英研究員團隊圍繞我國山地氮沉降的通量、動態變化及生態效應展開了一系列研究，取得了系列成果。

????大氣活性氮沉降具有顯著的區域和生態系統系統差異性。當前研究表明我國總體大氣氮沉降呈現降低趨勢，但并不清楚我國山地大氣氮沉降的狀態及其趨勢，限制了對氮沉降時空格局分異以及由氮沉降驅動的生態效應評估的深入理解。團隊通過文獻數據整合，系統分析了中國山地區域大氣氮沉降的通量及其時空格局。結果發現，中國山地氮沉降通量在過去20年間呈顯著增加趨勢，尤其是西南和東北地區的山地氮沉降增速較為明顯，與中國農田和整體大氣氮沉降降低的趨勢相反（圖1）。考慮到我國山地大國的特征，需要針對山地氮沉降開展更為廣泛的監測和研究，減小當前評估的不確定性。

????為了揭示山地森林土壤氮損失響應氮沉降的關鍵過程機理，研究組針對土壤氮流失的兩個主要途徑（液態氮流失和氣態氮損失），利用貢嘎山多水平氮沉降平臺進行長期定位研究，結合土壤氮淋溶原位實驗與土壤氧化亞氮（N₂O）排放高頻觀測平臺揭示了氮添加對土壤液態氮流失及氣態氮損失的影響及其機制。通過8年長期定位觀測和土壤淋溶液的高頻采樣分析，研究發現僅高氮添加顯著地提高了土壤有機質層中總溶解性氮（TDN）的濃度及通量；然而，不論何種氮添加處理水平，溶解性有機氮（DON）一直是土壤氮淋溶的主要形式。研究同時發現氮添加對氮淋溶的刺激作用隨時間減弱（圖2），結合同位素示蹤法揭示這一現象可能與高寒森林強烈的氮吸收有關。這一結果可能表明，高寒森林具有較強的生態韌性，能夠在面對長期氮沉降時逐漸適應，并通過植物對氮的有效吸收減少土壤液態氮的流失。

????除土壤液態氮的流失外，研究團隊還重點探討了氮沉降對山地森林土壤N₂O排放損失的影響。研究表明，氮添加顯著增加了短期（脈沖排放）和長期土壤N₂O的排放，但其調控機制有所不同。氮添加4小時后會立刻引起土壤N₂O的脈沖排放，表現為高氮添加強于低氮添加，且該脈沖排放持續約1-2周左右。土壤氮有效性的提高是引起N₂O的脈沖排放的主控因子。然而，N?O的年際排放量并未與土壤氮有效性成正比。相反，土壤微生物功能基因的比值，尤其是與N?O生成與還原相關的基因比值（nirK+nirS）/nosZ，是決定長期N?O排放的重要因素（圖3）。結合全球尺度的meta分析顯示底物和微生物功能基因共同決定了N₂O排放的空間變異，進一步支持了該研究結論。這一研究通過高頻監測揭示了氮沉降對土壤N₂O排放影響在不同時間尺度的調控機制，并突出了微生物功能基因在調控N₂O長期排放中的關鍵作用，進一步深化了氮沉降背景下氣態氮損失機制的理解。

????上述研究深化了對我國山地氮沉降的時空格局、土壤液態氮淋溶及氣態氮損失的理解，為未來氮沉降背景下山地森林功能變化的認識提供了科學依據，并得到了國家自然科學基金、中國科學院青促會優秀會員、成都山地所自主部署基礎創新項目、四川省科學基金及成都山地所人才引進項目的資助。上述文章的第一作者均為在讀博士研究生彭圓睿，相關研究成果發表在?Atmospheric Environment、Journal of Geophysical Research: Biogeosciences、Communications Earth & Environment?上。

????文章鏈接：123

氮沉降對土壤液態氮流失的影響

氮沉降對土壤氣態氮損失的影響及其機制