氮沉降能否增加“富氮”森林生态系统的碳吸存

Nitrogen (N) deposition has been widely accepted to play an important role on carbon (C) sequestration in N-limited forest ecosystems of temperate and boreal areas; however, it is uncertain whether N deposition affects C sequestration in N-rich forest ecosystems of tropical and subtropical areas. In this project, combined with our previous results, we will examine C and N coupling, C sequestration and its process in responses to long-term (> 15 years) N addition in typical subtropical forest ecosystems of sourthern China, with an emphasis on quantifying the amount of C sequestered for every 1 kg of N deposited from the atmosphere (the responses of C: N ratios to N deposition). This study will be conducted in the first established long-term N addition experimental forest sites in China. The forests are an old-growth forest (the monsoon evergreen broadleaf forest, N-saturated) Results from this study will theoretically provide new understanding on the response of C sequestration to N deposition in N-rich forests, and practically provide data base to assess effects of N deposition on C sequestration in regional forests and to contribute useful information to sustainable forest and environmental management.

氮沉降已成为驱动"氮限制"的温带和北方森林生态系统碳吸存的关键因子，但是我们还不知道日益增加的氮沉降如何影响"富氮"的热带亚热带地区森林生态系统碳吸存。在前期研究积累的基础上，本项目利用我国首个建立的森林生态系统长期氮沉降研究样地，研究氮沉降对我国南亚热带地带性森林（季风常绿阔叶林）生态系统碳吸存的影响，旨在：1）阐明"富氮"森林生态系统碳氮耦合和碳吸存对氮沉降的响应及其过程特征；2）量化南亚热带地带性森林生态系统氮沉降驱动的碳吸存率。本项目的实施，理论上可为人们提供氮沉降驱动"富氮"森林生态系统碳吸存能力方面的新认知、为该领域研究做出原创性的贡献，实践上可为我国今后的类似研究提供范例；其结果不仅为评估未来氮沉降对我国南亚热带森林生态系统碳吸存的影响提供理论支持，而且可为我国制定碳氮氧化物的减排等政策提供科学依据。

氮沉降已成为驱动“氮限制”的温带和北方森林生态系统碳吸存的关键因子，但是我们还不清楚日益增加的氮沉降如何影响“富氮”的热带亚热带地区森林生态系统碳吸存。在前期研究积累的基础上，本项目利用我国最早建立的森林生态系统长期氮沉降研究样地，研究氮沉降对我国南亚热带地带性森林（季风常绿阔叶林）生态系统碳吸存的影响，旨在：1）阐明“富氮”森林生态系统碳氮耦合和碳吸存对氮沉降的响应及其过程特征；2）量化南亚热带地带性森林生态系统氮沉降驱动的碳吸存率。目前，我们已圆满完成任务书要求的全部研究内容。发现了试验性长期氮添加使“富氮”热带森林土壤有机碳（SOC）增加16-31%，土壤N增加21-35%。回答了氮沉降能促进热带成熟森林土壤碳吸存，量化出氮沉降驱动的土壤碳吸存效率为4-22 kg C kg-1 N。此外，我们还超额完成了任务书所计划的研究内容， 发现了（1）“富氮”森林生态系统中仍是不可忽视的“氮汇”；（2）“富氮”森林植物叶片15N信号相比于叶片氮浓度可以更好地指示氮沉降的环境效应；（3）氮输入导致“富氮”热带森林土壤酸化的效用独立于土壤磷水平；（4）森林恢复可以影响热带森林生态系统功能（例如固氮）对氮沉降的响应格局；（5）基质C/N在维持“富氮”森林自由固氮的重要作用。在当前全球气候变暖和氮沉降不断增加的背景下，这些发现对于调控碳吸存方面具有重要意义，一方面为人们提供氮沉降驱动“富氮”森林生态系统碳氮耦合过程和碳吸存能力方面的新认知、为该领域研究做出原创性的贡献；另一方面，其结果为评估未来氮沉降对我国南亚热带森林生态系统碳吸存的影响提供理论支持，为我国制定碳氮氧化物的减排等政策提供科学依据。本项目已发表学术论文共17篇，比原定计划（4-6篇）超额完成了11篇。其中第一标注论文5篇；SCI论文共16篇。这些SCI论文的质量比较高，Top10论文12篇，影响因子（2015年）大于8的1篇，影响因子3-5的13篇。