#土壤酸化#

【Global Change Biology：氮沉降加劇亞熱帶森林土壤酸化】

Nitrogen deposition contributes to soil acidification in tropical ecosystems?

onlinelibrary.wiley.com圖標

①20世紀中葉以來，隨著礦物燃料燃燒、化學氮肥的生產和使用以及畜牧業的迅猛發展等人類活動向大氣中排放的活性氮化合物激增，大氣氮素沉降也呈迅猛增加的趨勢。研究顯示，作為營養源和酸源，大氣氮沉降數量的急劇增加已經嚴重影響到了北半球陸地溫帶和北方森林生態系統功能和健康。然而相對其它森林類型，熱帶森林土壤酸化對氮沉降的研究很缺乏。

②對此，為瞭解氮沉降增加如何影響該區森林土壤酸化進程，研究人員於2002年，在鼎湖山國家級自然保護區「富氮」的南亞熱帶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）下的長期氮沉降研究樣地，並對土壤酸化狀態和元素淋溶進行了長達6年的持續跟蹤研究；

③研究發現，實驗樣地土壤嚴重酸化並有非常高的酸敏感性，表現為低pH（<4.0），負的酸中和能力（acid neutralizing capacity，ANC），低鹽基飽和度（base saturation，BS，< 8%)。而長期氮添加顯著加劇土壤酸化，使得鹽基離子被消耗，導致BS和ANC下降。然而，長期氮沉降增加並未改變土壤可交換鋁（Al3+），但顯著增加了土壤離子庫中可交換氫的比例，同時提高了土壤陽離子交換量（cation exchange capacity，CEC）。而氮添加下土壤有機碳的增加可能是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，但對40 cm的土壤pH影響不大。此外，沒有證據表明Al3+會從較深的土壤中淋溶出。這些獨特響應的原因可能是：a.可交換的H+主導土壤陽離子庫的變化；b.鹼性陽離子庫被消耗；c.N添加刺激更多的SOC；d.N飽和。

⑤研究表明，長期氮添加對土壤酸化有著顯著的貢獻，而且相比溫帶森林，熱帶/亞熱帶森林土壤酸化過程土壤鈣、鎂鹽基離子的缺乏，比土壤鋁毒問題更應受到關注。

一作：魯顯楷，通訊：莫江明（中國科學院華南植物園），2014-7-16。

Figure 1 20cm土層pH的變化。

Figure 2 不同土層pH和ANC對氮添加的響應

Figure 3 不同土層交換性陽離子對氮添加的響應（H，Ca和Mg受到顯著影響）

Figure 4 長期添加N對土壤交換性陽離子相對組成的影響（a：0–10 cm；b：10–20 cm ；c：20–30 cm；d：30–40 cm）

Figure 5 土壤鹽基飽和度（BS,a）和陽離子交換量（CEC, b）對N添加的響應

Figure 6 0-40cm土壤陽離子交換量（CEC）與土壤有機碳（SOC）之間的關係

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) 的動態變化

Figure 8 20cm土層的Al3+和pH之間的關係

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