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　　工業(yè)革命以來化石燃料燃燒以及農業(yè)化肥施用導致大氣氮沉降增加，而北方森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)氮限制強烈的生態(tài)系統(tǒng)，因此氮沉降對北方森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)具有重要影響。生態(tài)系統(tǒng)碳平衡取決于凈初級生產力和異養(yǎng)呼吸碳排放之間的平衡，但當前開展于北方森林的研究多關注植物凈初級生產力對氮添加的響應，缺乏北方森林土壤異養(yǎng)呼吸碳排放以及生態(tài)系統(tǒng)碳平衡對氮沉降響應的長期實驗研究。

　　中國科學院植物研究所研究團隊借助長期野外控制實驗平臺，基于2012-2020年間的樹木生長和土壤異養(yǎng)呼吸連續(xù)觀測數(shù)據(jù)，研究了北方森林老齡林生態(tài)系統(tǒng)碳通量對不同氮添加水平的響應及隨時間的變化。結果表明，氮添加促進凈初級生產力，其效應大小隨氮添加水平下降；土壤異養(yǎng)呼吸碳排放對不同氮添加水平的響應是非線性的，低水平氮添加促進，而中氮和高氮添加抑制。低水平氮添加對凈初級生產力和土壤異養(yǎng)呼吸碳排放的效應大小相當，最終導致低水平氮添加對凈生態(tài)系統(tǒng)生產力沒有影響，而中氮和高氮添加促進生態(tài)系統(tǒng)碳匯。此外，該研究還揭示了低水平氮添加處理對生態(tài)系統(tǒng)碳通量的影響隨時間呈非線性變化。綜上，與“氮沉降促進北方森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯”這一傳統(tǒng)觀點不同，該研究發(fā)現(xiàn)低水平氮添加對北方森林生態(tài)系統(tǒng)碳輸入和碳輸出過程的影響相當，意味著背景氮沉降對北方森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯的貢獻微弱。

　　相關研究成果于10月25日在線發(fā)表在Ecology Letters上。研究工作得到國家基礎科學中心項目、國家重點基礎研究發(fā)展規(guī)劃項目和中科院前沿科學重點研究項目等的資助。

　　論文鏈接

長期氮添加影響北方森林老齡林生態(tài)系統(tǒng)碳通量的模式圖