广东鼎湖山森林生态系统国家野外科学观测研究站
新闻公告鼎湖山站在森林自由固氮研究取得新进展
作者: 鼎湖山站 更新时间: 2018-09-10
自由固氮是森林生态系统重要的氮素来源之一，并且许多研究认为自由固氮在高纬度地区森林（多数为土壤氮限制）发挥主要作用。传统理论和研究证据均表明，生物固氮是一个典型的耗能反应，所以在土壤氮富集和外源氮输入的背景下，固氮植物和微生物不具有竞争优势，其固氮活性会受到抑制。
生态中心鼎湖山站郑棉海博士后等在莫江明研究员的指导下，以鼎湖山“氮饱和”季风常绿阔叶林为对象，进行长期模拟氮沉降研究中发现，该森林仍然维持较高的自由固氮速率（10.35−12.43 kg N ha-1 yr-1），并且长期低氮处理对各基质的固氮速率没有显著影响；中氮和高氮处理虽然抑制了土壤和凋落物层的固氮速率，但促进了冠层叶片和附生苔藓的固氮速率。所以，长期氮添加处理下，该森林总的自由固氮速率仍然维持在较高水平（7.89−11.26 kgN ha-1 yr-1）。多元线性回归模型进一步揭示了基质的碳氮化学计量比（C/N）对该森林自由固氮的重要调控作用（解释固氮速率变化13−64%），表明了碳源是驱动“氮饱和”森林自由固氮的重要原因。
本研究结果刷新了我们对氮富集抑制生物固氮的传统认识，揭示了基质C/N在维持富氮森林自由固氮的重要作用，表明了自由固氮微生物可以“相对脱离”森林土壤氮饱和的影响并持续固持外源氮素。
研究成果已于近期正式发表在生态学著名期刊Ecology（论文链接：https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ecy.2416）。 
图1 基质化学计量比调控氮饱和森林自由固氮