近日，南京师范大学地理科学学院蔡祖聪教授团队程谊教授在陆地生态系统氮循环领域取得研究进展。研究成果以“Global ecosystem nitrogen cycling reciprocates between land-use conversion and its reversal”为题发表于Global Change Biology 。
土地利用变化是影响生态功能和环境质量的全球性问题。一方面，自然生态系统向人类管理生态系统的转换（土地利用转换）有助于养活全球即将到来的90亿人口。另一方面，将人类管理生态系统恢复为自然或半自然生态系统（土地利用恢复）可供应木材并抵消碳排放。无论转换亦或是恢复，氮循环对维持陆地生态系统生产力都至关重要。然而，全球土地利用变化对氮循环的定量影响至今不明。因此，亟需探究氮循环对土地利用变化的全球响应及其机制，以更好地应对土地利用变化所带来的生态环境风险。
文章基于团队十多年来在陆地生态系统氮循环方面的研究工作，从土壤氮素周转过程的新颖视角揭示了全球土地利用变化对生态系统氮环境效应的影响机制。结果表明，土地利用转换提高了自养硝化和铵同化之比以及硝铵比，但降低了无机氮同化，因而引起氮损失（如淋溶、气态氮排放）形成泄露的氮循环特征。相反，土地利用恢复可以扭转土地利用转换引起的负面影响，逆转率平均为108%，因而使生态系统氮循环特征趋于保守。结构方程模型揭示了土壤有机碳、pH和碳氮比的变化较土壤温湿度的变化更能有效预测土地利用变化引起的生态系统氮固持能力。生态系统氮泄漏热点集中在赤道和热带地区，以及西欧、美国和中国。文章最后指出土地利用恢复后生态系统是否呈现保守的氮循环取决于管理措施。
论文通讯作者为南京师范大学地理科学学院程谊教授，第一作者系南京师范大学地理科学学院博士后Yves Uwiragiye。该工作得到了山西农业大学、南京林业大学、江西省农业科学院、德国吉森大学、德国生物多样性综合研究中心、加拿大阿尔伯塔大学等合作单位的支持以及国家自然科学基金等项目的资助，特此致谢！
论文链接：
https://doi.org/10.1111/gcb.17537
