生态前沿◎183
*仅供个人参考
土壤是陆地生态系统中最大的碳(C)库，在调节全球碳循环和气候变化方面起着至关重要的作用。氮(N)沉降的增加已被广泛认为是影响土壤有机碳（SOC）储存的关键因素，但其对不同稳定性的SOC组分的影响尚不清楚。
本研究通过全球尺度的meta分析方法，评估了氮（N）添加对土壤有机碳（SOC）及其各组分的影响。研究从304个实验点收集了相关数据，分析了氮添加对不同生态系统（如农田、森林、草地）中SOC浓度的影响。研究首先通过严格的筛选标准纳入符合条件的文献，随后将SOC分为植物源、微生物源、颗粒态有机碳和矿物结合有机碳等生物、化学和物理组分，以便细致解析氮添加对SOC稳定性的作用机制。统计分析采用层次混合效应模型计算效应量，并通过模型选择和方差分解确定气候、土壤和植物变量等环境因素对SOC响应模式的相对重要性。
研究发现，氮添加使整体土壤有机碳（SOC）增加了6.7%，其中农田（10.6%）和森林（6.0%）的增幅显著高于草地（2.1%）。在SOC组分方面，氮添加显著促进了植物源碳（9.7%-28.5%）的积累，相较于微生物源碳（0.2%）更为显著，同时，氮添加更显著地促进了易分解组分（5.7%）的积累，而对难分解组分（-1.2%）的影响较小，表现出植物源易分解碳的增加趋势。氮添加使颗粒态有机碳（11.9%）的增加幅度大于矿物结合有机碳（3.6%），表明氮添加促进了不稳定碳库比稳定碳库更大幅度的积累。SOC及其组分的响应主要由氮添加速率和净初级生产力预测。
该研究表明，氮富集可能促进植物源和非矿物结合态碳的积累，但会导致土壤碳库整体稳定性降低，这强调了在研究土壤碳动态时需要重视氮富集对土壤有机碳各组分的影响。
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图1.氮添加实验点的地理分布及meta分析中假设的方案![]()
图2.氮添加量对整体SOC和SOC组分的影响大小![]()
图3.氮添加对整体土壤有机碳（SOC）及SOC组分（颗粒态有机碳POC、矿物结合有机碳MAOC）在不同因素下的效应量![]()
图4.氮添加对整体SOC和SOC组分影响的相对重要性（POC，MAOC）![]()
土壤是陆地生态系统中最大的碳(C)库，在调节全球碳循环和气候变化方面起着至关重要的作用。氮(N)沉降的增加已被广泛认为是影响土壤有机碳（SOC）储存的关键因素，但其对不同稳定性的SOC组分的影响尚不清楚。
本研究通过全球尺度的meta分析方法，评估了氮（N）添加对土壤有机碳（SOC）及其各组分的影响。研究从304个实验点收集了相关数据，分析了氮添加对不同生态系统（如农田、森林、草地）中SOC浓度的影响。研究首先通过严格的筛选标准纳入符合条件的文献，随后将SOC分为植物源、微生物源、颗粒态有机碳和矿物结合有机碳等生物、化学和物理组分，以便细致解析氮添加对SOC稳定性的作用机制。统计分析采用层次混合效应模型计算效应量，并通过模型选择和方差分解确定气候、土壤和植物变量等环境因素对SOC响应模式的相对重要性。
研究发现，氮添加使整体土壤有机碳（SOC）增加了6.7%，其中农田（10.6%）和森林（6.0%）的增幅显著高于草地（2.1%）。在SOC组分方面，氮添加显著促进了植物源碳（9.7%-28.5%）的积累，相较于微生物源碳（0.2%）更为显著，同时，氮添加更显著地促进了易分解组分（5.7%）的积累，而对难分解组分（-1.2%）的影响较小，表现出植物源易分解碳的增加趋势。氮添加使颗粒态有机碳（11.9%）的增加幅度大于矿物结合有机碳（3.6%），表明氮添加促进了不稳定碳库比稳定碳库更大幅度的积累。SOC及其组分的响应主要由氮添加速率和净初级生产力预测。
该研究表明，氮富集可能促进植物源和非矿物结合态碳的积累，但会导致土壤碳库整体稳定性降低，这强调了在研究土壤碳动态时需要重视氮富集对土壤有机碳各组分的影响。
图1.氮添加实验点的地理分布及meta分析中假设的方案
图2.氮添加量对整体SOC和SOC组分的影响大小
图3.氮添加对整体土壤有机碳（SOC）及SOC组分（颗粒态有机碳POC、矿物结合有机碳MAOC）在不同因素下的效应量
图4.氮添加对整体SOC和SOC组分影响的相对重要性（POC，MAOC）
图5.氮添加后整体土壤有机碳（SOC）及其各组分积累的概念图
原文链接：
https://doi.org/10.1007/s11427-024-2752-2
来源：地理科学前沿
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