郝龙飞,王庆成,刘婷岩

1 内蒙古农业大学林学院,呼和浩特 010019 2 东北林业大学林学院,哈尔滨 150040

氮是森林生态系统养分循环中最为复杂的元素之一,对森林生态系统具有重要意义[1]。氮沉降向森林生态系统中输入了大量的活性氮,已对森林生态系统各个过程产生了巨大的影响[2],预计到2050年其影响程度将继续增加50%—100%[3]。当前氮沉降已成为国际上生态和环境领域的研究热点之一,且我国也已成为仅次于欧洲和美国的第三大氮沉降区[4],根据2014年出版的关于氮沉降的研究专著中监测数据显示：我国高氮沉降区集中在经济发达地区,氮沉降量范围为25.01—59.97 kg N hm-2a-1；西北地区氮沉降量范围为1.72—10.00 kg N hm-2a-1；东北地区氮沉降量变化范围为5.01—25.00 kg N hm-2a-1[5]。因此,我国氮沉降现象已非常严重,但目前关于氮沉降对森林生态系统影响研究结果仍存在较大的分歧[6]。

森林土壤是森林生态系统中最大的碳库,在全球碳循环过程中起着重要的作用[7]。当前全球碳循环研究中一个关键的科学问题是碳汇的分布及驱动机制,以往研究发现,氮沉降下土壤碳储量的演变方向存在分歧,包括增加、降低或不变等3种结论[8]。大气氮沉降输入提高了生态系统中氮素有效性,直接影响林木根系生长及土壤微生物群落数量和组成,进而影响土壤碳循环[9]。土壤碳储量的变化主要取决于土壤碳输入和输出两个过程间的平衡,而土壤呼吸是土壤碳输出的主要过程之一[10- 11]。研究表明,氮沉降通过改变土壤性状,直接或间接影响自养呼吸[12]和异养呼吸[13],进而影响林分土壤呼吸。……