#土壤酸化#

【Global Change Biology：氮沉降加剧亚热带森林土壤酸化】

Nitrogen deposition contributes to soil acidification in tropical ecosystems?

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①20世纪中叶以来，随著矿物燃料燃烧、化学氮肥的生产和使用以及畜牧业的迅猛发展等人类活动向大气中排放的活性氮化合物激增，大气氮素沉降也呈迅猛增加的趋势。研究显示，作为营养源和酸源，大气氮沉降数量的急剧增加已经严重影响到了北半球陆地温带和北方森林生态系统功能和健康。然而相对其它森林类型，热带森林土壤酸化对氮沉降的研究很缺乏。

②对此，为了解氮沉降增加如何影响该区森林土壤酸化进程，研究人员于2002年，在鼎湖山国家级自然保护区「富氮」的南亚热带成熟林建立了不同氮添加梯度（0, 50, 100 and 150 kg N ha-1 yr-1 NH4NO3）下的长期氮沉降研究样地，并对土壤酸化状态和元素淋溶进行了长达6年的持续跟踪研究；

③研究发现，实验样地土壤严重酸化并有非常高的酸敏感性，表现为低pH（<4.0），负的酸中和能力（acid neutralizing capacity，ANC），低盐基饱和度（base saturation，BS，< 8%)。而长期氮添加显著加剧土壤酸化，使得盐基离子被消耗，导致BS和ANC下降。然而，长期氮沉降增加并未改变土壤可交换铝（Al3+），但显著增加了土壤离子库中可交换氢的比例，同时提高了土壤阳离子交换量（cation exchange capacity，CEC）。而氮添加下土壤有机碳的增加可能是CEC升高和pH降低的原因；

④增加N的添加大大降低了20 cm深度的土壤pH，但对40 cm的土壤pH影响不大。此外，没有证据表明Al3+会从较深的土壤中淋溶出。这些独特响应的原因可能是：a.可交换的H+主导土壤阳离子库的变化；b.碱性阳离子库被消耗；c.N添加刺激更多的SOC；d.N饱和。

⑤研究表明，长期氮添加对土壤酸化有著显著的贡献，而且相比温带森林，热带/亚热带森林土壤酸化过程土壤钙、镁盐基离子的缺乏，比土壤铝毒问题更应受到关注。

一作：鲁显楷，通讯：莫江明（中国科学院华南植物园），2014-7-16。

Figure 1 20cm土层pH的变化。

Figure 2 不同土层pH和ANC对氮添加的响应

Figure 3 不同土层交换性阳离子对氮添加的响应（H，Ca和Mg受到显著影响）

Figure 4 长期添加N对土壤交换性阳离子相对组成的影响（a：0–10 cm；b：10–20 cm ；c：20–30 cm；d：30–40 cm）

Figure 5 土壤盐基饱和度（BS,a）和阳离子交换量（CEC, b）对N添加的响应

Figure 6 0-40cm土壤阳离子交换量（CEC）与土壤有机碳（SOC）之间的关系

Figure 7 不同氮添加下NO3‐ (a, b), NH4+ (c, d), pH(e, f), Al3+(g, h), Ca2+ (i, j) and Mg2+ (k, l) 的动态变化

Figure 8 20cm土层的Al3+和pH之间的关系

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