土壤有機氮是陸地土壤氮庫的主體。在寒冷的高緯度和高海拔地區，低溫限制了土壤有機氮的礦化速率，導致有機氮，特別是可溶性有機態氮的大量累積。傳統觀點認為土壤有機態氮轉化為土壤無機氮的過程是陸地生態系統氮循環的限速步驟，但近年的研究則指出土壤中高分子量有機態氮轉變為低分子量有機態氮才是陸地生態系統氮循環的限速步驟（Hill et al. 2011, Nature Climate Change），尤其是研究證實植物對土壤低分子量有機態氮的吸收成為物種共存的重要機制之一（McKane et al. 2002, Nature），氣候變暖條件下高寒草甸優勢植物通過增加對土壤低分子量有機態氮的吸收維持了其在群落中的優勢地位（Jiang et al. 2018）。因此，明晰土壤可溶性有機氮的驅動因子對預測未來氣候變化條件下區域尺度上陸地氮循環和生態系統功能響應具有重要意義。

本研究在青藏高原從東到西沿降水梯度按照草地類型設置了20個采樣點。每個樣點設置5個重復，每個重復分設置不同土壤深度，分別采集植物和土壤樣品。研究發現：1）青藏高原土壤全氮、可溶性有機氮、銨態氮和硝態氮含量均與年降雨量呈顯著正相關；2）地下生物量、土壤濕度、土壤微生物碳和土壤全磷含量解釋84%的土壤可溶性有機氮的變化；3）土壤可溶性有機氮占土壤全氮的比例隨草地類型而異，高寒荒漠土壤可溶性有機氮占比最高而高寒草甸最低。我們的研究表明降水和植物生物量的輸入決定了青藏高原土壤可溶性氮的含量和周轉，未來暖濕化的青藏高原將有更大更活躍的土壤可溶性有機氮庫。

該研究成果最近以“Abiotic and biotic controls of soil dissolved organic nitrogen along a precipitation gradient on the Tibetan Plateau”為題，發表在該領域主流刊物Plant and Soil上（https://link.springer.com/article/10.1007/s11104-020-04613-1）。項目五1“氣候變化背景下生態系統脆弱性評估與適應性管理”課題姜麗麗副研究員為該論文的第一作者。中國科學院A類戰略性先導科技專項“泛第三極環境變化與綠色絲綢之路建設”是該成果的第一標注項目。

           

   圖1. 實驗采樣點及涉及的植被類型         圖2.土壤可溶性有機氮、土壤全氮、土壤銨態氮、硝態氮、

                                                                                    土壤含水量和植物地上生物量與年平均降雨量相關分析

          

    圖3.土壤全氮、可溶性全氮、銨態氮和硝態氮含量在            圖4. 土壤可溶性全氮、銨態氮和硝態氮占土壤全氮的比

        青藏高原不同類型和不同深度高寒草地的分布                       在青藏高原不同類型和不同深度高寒草地的分布