森林土壤氧化亚氮排放对大气氮沉降增加的响应研究进展

来源：土壤学报杂志2015年第2期北京时间：

作者：方华军,程淑兰,于贵瑞,王永生,徐敏杰,党旭升,李林森,王 磊,李晓玉,司高月

单位：方华军，中国科学院地理科学与资源研究所，生态系统观测与模拟重点实验室；fanghj@igsnrr.ac.cn,程淑兰，中国科学院大学资源与环境学院；slcheng@ucas.ac.cn,于贵瑞，中国科学院地理科学与资源研究所；yugr@igsnrr.ac.cn,王永生，中国科学院地理科学与资源研究所；wyswqj@163.com,徐敏杰，中国科学院大学资源与环境学院；56381385@qq.com,党旭升，中国科学院地理科学与资源研究所；dangxusheng163@163.com,李林森，中国科学院大学资源与环境学院；569941018@qq.com,王 磊，中国科学院地理科学与资源研究所；jintian-551@163.com,李晓玉，中国科学院地理科学与资源研究所；269244648@qq.com,司高月，中国科学院大学资源与环境学院；gaoyuesi@163.com,

摘要：森林土壤N2O来源于土壤氮素的氧化还原反应，硝化、反硝化、硝化细菌反硝化以及化学反硝化是其产生的四个关键过程。当前，氮素富集条件下森林土壤N2O排放存在硝化和反硝化主导作用之争，对大气氮沉降增加的响应模式以及微生物驱动机制尚不清楚。综述了森林土壤N2O来源的稳定性同位素拆分，森林土壤总氮转化和N2O排放对增氮的响应规律，增氮对N2O产生菌群落活性和组成的影响，并指出研究的薄弱环节与未来的研究重点。总体而言，森林土壤N2O排放对大气氮沉降增加的响应呈现非线性，包括初期无明显响应、中期缓慢增加和后期急剧增加三个阶段，取决于森林生态系统“氮饱和”程度。施氮会引起森林土壤有效氮由贫氮向富氮的转变，相应地改变了土壤硝化细菌和反硝化细菌群落丰度与组成，进而影响土壤N2O排放。由于森林土壤N2O排放监测、土壤总氮转化和N2O产生菌群落动态研究多为独立进行的，难以阐明微生物功能群与N2O排放之间的耦合关系。未来研究应该有机结合15N-18O标记和分子生物学技术，准确量化森林土壤N2O的来源，揭示森林土壤N2O排放对增氮的非线性响应机理。

关键词：大气氮沉降;氧化亚氮排放;硝化细菌;反硝化细菌;同位素标记;分子生物学

基金资助：国家自然科学基金项目（41471212，31470558，31290221，31130009，31290222）、国家重点基础研究发展计划项目（2012CB417103）、中国科学院地理科学与资源研究所“秉维”优秀青年人才基金项目（2011RC202）和中国科学院战略性先导科技专项（XDA05050600）资助