氮沉降对森林生态系统关键生态过程的影响
生态系统中的氮循环及其生态影响
生态系统中的氮循环及其生态影响氮是地球上最丰富的元素之一，它是构成蛋白质和核酸等生物分子的重要成分。
在生态系统中，氮的循环非常重要，它影响着生物体的生长发育、能量转化和物质循环。
本文将介绍生态系统中的氮循环及其生态影响。
首先，让我们了解氮在生态系统中的循环过程。
氮循环包括氮的固定、硝化、硝酸还原和氨化等环节。
首先是氮的固定过程，氮气固定成无机氮化合物，如氨、硝酸盐等，这一过程可以通过氮沉积和氮固定细菌完成。
氮沉积是指氮气通过大气沉降到地面，进入土壤或水体中。
氮固定细菌能够将氮气转化为植物和其他生物可以利用的无机氮化合物。
其次是硝化过程，该过程分为氨氧化和亚硝化两个阶段。
氨氧化是指氨被氨氧化细菌氧化为亚硝酸，而亚硝化是指亚硝酸被亚硝化细菌进一步氧化为硝酸盐。
硝化过程是将氨态氮转化为硝态氮的重要过程。
然后是硝酸还原过程，这一过程发生在缺氧条件下，硝酸盐会被还原为亚硝酸、氨和一氧化二氮等形式，这些产物主要由厌氧细菌产生。
最后是氨化过程，该过程是指亚硝酸盐、硝酸盐等氮化合物在缺氧状态下由细菌还原为氨。
氨会进一步转化为氨基酸、蛋白质等有机氮形式。
氮循环的不同过程相互作用，共同维持着生态系统中氮的平衡。
然而，人类活动对氮循环产生了巨大的影响。
农业的发展导致了大量化肥的使用，使得氮固定过程剧增，进而导致土壤中氮的浓度升高。
这种过度的氮输入对环境产生了负面影响。
首先，氮的过度输入导致水体富营养化，使得水中的硝酸盐浓度升高。
这会引发藻类繁殖，形成赤潮和水华，破坏水生生态系统的平衡，甚至造成鱼类大量死亡。
其次，氮的过度输入还会导致氮沉积增加，影响土壤中氮的平衡。
过多的氮会导致土壤酸化、养分失衡，抑制其他植物的生长发育，甚至导致土壤贫瘠化，破坏生态系统的稳定性。
此外，氮氧化物是大气中的重要污染物之一，它们会与空气中的污染物相互作用，形成酸雨和光化学烟雾，对大气环境和人类健康造成危害。
为减少氮循环对生态系统的负面影响，我们可以采取以下措施：首先，减少化肥的使用量。
氮沉降对我国森林生态系统生物多样性的影响研究进展
中 图分类 号 ：Ｘ ８ ２ ６ ；Ｑ ９ ５ ８ ． １ ５
文 献标 志码 ：Ａ
文章 编号 ：２ ０ ９ ５ — ０ ０ ８ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ ３ ３ — ０ ５
Ａｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｎｉ ｔ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｂ ｉ ｏ ｄｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｅ ｓ ｔ ｅ ｃ ｏ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ Ｃｈ ｉ ｎａ
第 ４卷 第 ２ 期
２ ０ １ ３ 年 ５月
黑
龙
江
大
学
工
程
学
报
Ｖｏ Ｉ ． ４， ＮＯ ． ２
Ｍａ ｙ， ２ ０１ ３
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｈｅ ｉ ｌ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
摘 要 ：氮沉降是近年来备受关注的现象，在我国普遍存在。大气氮沉降数量的急剧增加显著影响森林生态系
统 的生产力和稳 定性 。介 绍了氮沉 降对我国森林 生态 系统 中生物 多样性影 响方面 的研究进 展，并 提 出氮沉 降下
我国森林 生态系统生物多样性方面研究的问题与展望 。
关键 词 ：氮沉降；森林生态系统 ； 生物多样性
泛使用 ，全球大气氮沉降量明显增加 。作为营养源
和 酸源 ，大气 氮沉 降数量 的急剧增 加将 严重 影 响到
陆地 和水 生 生态 系统 的生 产力 和稳 定 性 Ｌ １ ］ 。这 些
氮 以干 （ 湿 ）沉 降的形式 返 回到地 球表 面 ，作为 营
养源 和酸 源介 人到 陆地 和水生 生态 系统 ，对 生态 系
大气氮沉降对生态系统功能影响
大气氮沉降对生态系统功能影响大气氮沉降是指大气中的氮化合物进入陆地和水体的过程。
氮沉降的来源主要是人类活动，例如工业排放、农业施氮和交通运输导致的氮氧化物排放等。
随着近几十年来人类活动的不断增加，大气氮沉降已经成为全球性的环境问题。
不仅对自然生态系统产生了影响，也对农业生产和人类健康带来了一系列问题。
大气氮沉降对生态系统功能产生的影响主要体现在以下几个方面：1. 土壤生物多样性和生态系统结构：大气氮沉降可以改变土壤中的氮素含量，从而影响土壤细菌、真菌和其他微生物的组成和丰度。
一些研究发现，氮沉降会导致土壤中硝酸盐和铵盐的积累，从而抑制一些土壤细菌和真菌的生长和活动，降低土壤微生物的多样性。
这对土壤的养分循环和有机质分解过程产生了直接和间接的影响，进而影响整个生态系统的稳定性和结构。
2. 生物地球化学循环：氮是生物地球化学循环的关键元素之一。
大气氮沉降使得陆地生态系统中氮循环过程发生改变。
持续的氮沉降可以导致土壤中氮素积累过高，从而改变植物的氮磷比例。
研究表明，在高氮沉降条件下，植物更多地吸收氮而减少对磷的吸收，这可能导致土壤磷的损失和植物的营养失衡。
此外，氮沉降还可能导致水体中氮的过度富集，引起水体富营养化问题，对水生生态系统造成负面影响。
3. 植物生长和生产力：氮是植物生长和生产力的重要限制因素之一。
适量的氮可以促进植物的生长和养分吸收，但过高的氮沉降则可能对植物产生负面影响。
研究表明，高氮沉降可以引发植物的氮饱和，导致植物对氮的吸收能力下降，同时还可能导致植物叶片的叶绿素含量减少和叶片的老化加速。
这些变化可能会降低植物的生长速率和光合作用效率，从而对生态系统的碳吸收和生产力产生直接影响。
4. 生物多样性和生态系统稳定性：氮沉降的变化不仅会对土壤中的微生物群落和植物群落造成影响，还会对生态系统的物种多样性和功能多样性产生影响。
研究发现，高氮沉降可以导致一些特定物种的繁荣，从而改变生态系统中的物种组成和相对丰度。
氮沉降对森林生态系统的影响研究
氮沉降对森林生态系统的影响研究随着经济的快速发展，工业化进程不断加快，全球大气污染问题也愈发严重。
其中，氮沉降问题成为全球性的大问题，对生态环境产生了极大的不良影响。
森林作为地球的肺脏，其生态系统的稳定直接影响着人类的生存与未来。
本文将深入探讨氮沉降对森林生态系统的影响，以及在保护生态环境方面应采取的一些措施。
1.概念解析氮沉降是指大气中的氮化合物，如氮氧化物和氨，通过空气搬运在大气与地面之间沉降达到地表时的现象。
氮沉降可分为两种：干沉降和湿沉降。
干沉降是指氮化物直接通过空气传递而沉落到地面，湿沉降则是氮化物在大气中与气体或水蒸气结合形成气溶胶或云后，通过降水或雾霾等降落到地面。
2.氮沉降对森林生态系统的影响2.1.影响植物生长氮沉降会改变植物的环境生态系统，特别是植物生长和分化方面的生态系统。
氮沉降过高会导致土壤中的氮素含量过高，破坏土壤和植物的正常生长，进而影响有关森林生态系统的物种、结构和功能。
2.2.破坏生态系统平衡过度氮沉降也会破坏土壤中细菌和微生物的平衡，导致生态系统出现失衡，进而影响了其他生态系统的功能和稳定性，如鸟类、昆虫、藻类和浮游动物等。
2.3.对土壤造成伤害氮沉降还会对土壤造成伤害，比如降低土壤pH值，破坏土壤有机质结构等，进一步影响种植的环境生态系统，减弱土壤对植物的生长和生存的支持作用。
3.保护生态环境方面的建议3.1.对氮沉降施加限制措施全球各国政府应该制定相应的政策和措施，限制氮沉降的数量，防止其超过对生物体影响的最大阈值。
3.2.培育健康的生态系统政府可以合理规划土地、水资源和污染物控制策略。
有效管理和科学利用土壤对土壤质量、土壤结构、土壤pH值和生殖力的保护和管理是提高植物生态系统稳定性和整体生态环境质量调控的必要因素。
3.3.应用现代技术科学家可以借助现代生态技术手段，对森林生态系统的变化进行监测和研究，为制定政策和措施提供科学依据。
4.总结随着氮沉降的不断加重，对于森林生态系统和整个生态环境而言都带来了巨大的影响。
大气氮沉降 森林生态系统 物种 功能 多样性 机制
大气氮沉降森林生态系统物种功能多样性机制大气氮沉降森林生态系统物种功能多样性机制_____________________________________________________________________森林是生态系统中最重要的组成部分，其物种多样性和功能多样性为全球生态系统提供了重要的服务和功能。
大气氮沉降对森林生态系统物种多样性和功能多样性有重要的影响，从而影响森林生态系统的稳定性和可持续性。
因此，了解大气氮沉降对森林生态系统物种多样性和功能多样性的影响，对于森林生态系统的可持续发展具有重要意义。
一、大气氮沉降对森林生态系统物种多样性的影响1、影响物种数量大气氮沉降会影响森林物种数量。
在较低的氮沉降量下，树木物种数量会减少，而在较高的氮沉降量下，物种数量会增加。
此外，大气氮沉降会影响其他生物物种的数量，这取决于大气氮沉降的量和变化。
2、影响物种多样性大气氮沉降会影响森林物种的多样性。
一般来说，较高的氮沉降量会促进植物的生长，使其变得更加多样化；而较低的氮沉降量会阻碍植物的生长，使其多样性减少。
此外，大气氮沉降也会影响其他生物物种的多样性。
二、大气氮沉降对森林生态系统功能多样性的影响1、影响土壤肥力大气氮沉降会影响土壤肥力，从而影响森林生态系统功能多样性。
在较低的氮沉降量下，土壤中的有机质含量减少，使土壤肥力下降；而在较高的氮沉降量下，土壤中的有机质含量增加，使土壤肥力上升。
2、影响生物多样性大气氮沉降会影响森林中生物的多样性，从而影响森林生态系统的功能多样性。
较低的氮沉降会阻碍小型动物的生存和发育，而较高的氮沉降则会造成小型动物过度繁衍，从而对其他物种造成竞争压力。
三、大气氮沉降对森林生态系统机制的影响1、影响凋落叶返回机制凋落叶返回机制是一个重要的机制，它促进了土壤有机质含量的保存。
然而，大气氮沉降会影响凋落叶返回机制。
在较低的氮沉降量下，凋落叶将不能正常返回土壤；而在较高的氮沉降量下，凋落叶将过度返回土壤，从而影响土壤有机质含量。
氮沉降对森林植物的影响
第23卷第9期2003年9月生 态 学 报A CTA ECOLO G I CA S I N I CA V o l .23,N o.9Sep.,2003氮沉降对森林植物的影响李德军1,莫江明13,方运霆1,彭少麟1,Per Gundersen 2(1.中国科学院华南植物研究所,广东肇庆鼎湖山树木园 526070;2.D anish Fo rest and L andscape R esearch Institute ,Hoersho l m Kongevej 11,D K 22970Hoersho l m ,D enm ark )基金项目:国家自然科学基金资助项目(30270283);中国科学院知识创新工程领域前沿资助项目;中国科学院华南植物研究所所长基金资助项目;广东省自然科学基金资助项目(021524)收稿日期:2003204228;修订日期:2003208228作者简介:李德军(1978～),男,湖南省桂阳县人,硕士研究生,从事森林生态系统C 、N 循环及其与全球变化的关系研究。
3通信作者A utho r fo r co rrespondence ,E 2m ail :mo j m @scib .ac .cnFoundation ite m :N ati onal N atural Science Foundati on of Ch ina (N o .30270283),F ield F rontiers P ro ject of CA S Know l 2edge Innovati on P rogram ,D irecto r Foundati on of South Ch ina Institute of Bo tany ,CA S ,and P rovincial N atural Science Foundati on of GuangdongRece ived date :2003208228;Accepted date :2003208228Biography :L I D e 2Jun ,M aster candidate .Interested in C ,N cycle in fo rest eco system s and their relati ons w ith global changes .摘要:综述了氮沉降对森林植物的影响。
氮沉降对热带亚热带森林土壤氮循环微生物过程的影响研究进展
氮沉降对热带亚热带森林土壤氮循环微生物过程的影 响研究进展
陈 洁１，２，骆土寿１，２，周 璋１，２，许 涵１，２，陈德祥１，２，李意德１，２，∗
１ 中国林业科学研究院热带林业研究所， 广州 ５１０５２０ ２ 海南尖峰岭森林生态系统国家野外科学观测研究站， 广州 ５１０５２０
摘要：近年来，高速的城市化和工业化建设导致全球大气氮沉降量逐年递增，其中热带亚热带地区氮沉降量显著高于全球平均
ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ． Ｔｈｕｓ， ｃｌａｒｉｆｙｉｎｇ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｅｌｅｖａｔｅｄ Ｎ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ ｉｎ
ｔｒｏｐｉｃａｌ ａｎｄ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ｓｏｉｌ ｉｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｎ ｓｏｉｌ Ｎ ｃｙｃｌｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｒｉｖｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｉｎ ｆｏｒｅｓｔｓ ｕｎｄｅｒ
进行了简要剖析。
关键词：森林土壤；氮转化；功能微生物；热带亚热带；氮沉降；全球变化
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｓｏｉｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｙｃｌｉｎｇ ｉｎ ｔｒｏｐｉｃａｌ ａｎｄ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ｆｏｒｅｓｔｓ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎ ｈａｖｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｇｌｏｂａｌ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ （ Ｎ） ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｙｅａｒ ｂｙ ｙｅａｒ， ａｎｄ ｔｈｅ Ｎ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｍｏｕｎｔ ｉｎ ｔｒｏｐｉｃａｌ ａｎｄ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ａｒｅａｓ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｇｌｏｂａｌ ａｖｅｒａｇｅ ｖａｌｕｅ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｍａｊｏｒｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｆｒｏｍ ｔｒｏｐｉｃａｌ ａｎｄ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ｆｏｒｅｓｔｓ ｉｓ ａｌｍｏｓｔ Ｎ ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｅｌｅｖａｔｅｄ Ｎ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｗｉｌｌ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｉｎｐｕｔ ｏｆ ａｃｔｉｖｅ Ｎ ｉｎｔｏ ｓｏｉｌ， ｗｈｉｃｈ ｗｏｕｌｄ ｅａｓｉｌｙ ｉｎｄｕｃｅ ｓｏｉｌ Ｎ ｅｘｃｅｓｓ ａｎｄ ｆｕｒｔｈｅｒ ｄｅｓｔｒｏｙ Ｎ ｃｙｃｌｉｎｇ ｂａｌａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｔｉｒｅ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ． Ｔｈｅ ｔｒｏｐｉｃａｌ ａｎｄ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ａｒｅａｓ ｉｎ ｏｕｒ ｃｏｕｎｔｒｙ ａｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｒａｐｉｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ Ｎ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｈａｓ ｃａｕｓｅｄ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｓｏｉｌ ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ ｉｍｂａｌａｎｃｅ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｆｏｒｅｓｔ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ａｎｄ ａｄａｐｔｉｖｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｆｏｒｅｓｔ ｓｏｉｌ Ｎ ｃｙｃｌｉｎｇ ｔｏ Ｎ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｈａｖｅ
氮沉降对热带亚热带森林土壤氮循环微生物过程的影响研究进展
氮沉降对热带亚热带森林土壤氮循环微生物过程的影响研究进展一、内容简述本文综述了氮沉降对热带亚热带森林土壤氮循环微生物过程的影响。
介绍了氮沉降的增加及其对热带亚热带森林生态系统的潜在影响；从微生物分子生物学角度概述了土壤氮循环关键过程的研究，包括固氮、矿化、硝化和反硝化等；接着深入探讨了氮沉降对土壤微生物群落结构、多样性和功能的影响；总结了氮沉降对热带亚热带森林土壤氮循环微生物过程的正面和负面影响，并提出了未来研究方向。
氮沉降是大气中氮气在降水或干沉降过程中的释放，对生态系统产生重要影响。
热带亚热带森林作为地球上最丰富的生态系统之一，近年来受到了全球变化和人类活动带来的氮沉降增加。
氮沉降的增加可能会改变土壤氮循环过程，进而影响植物生长和生态系统功能。
微生物在土壤氮循环过程中起着关键作用，其群落结构和功能对氮沉降变化具有明显响应。
本研究利用高通量测序技术分析了氮沉降增加对热带亚热带森林土壤氮循环微生物群落结构的影响，发现氮沉降增加会导致土壤中固氮菌、矿化细菌和反硝化细菌等多种微生物类群的丰度发生变化。
1. 研究背景及意义在全球气候变化和人类活动的影响下，氮循环作为生态系统氮素的重要转化过程，对生态系统的生产力和功能起着至关重要的作用。
特别是在热带亚热带地区，由于其独特的生物群落和强烈的光温反应，氮循环过程表现出极高的效率和多样性。
随着氮沉降的增加，这一地区的森林土壤氮循环过程受到了深远的影响。
为了深入理解这种影响，揭示氮沉降与热带亚热带森林土壤氮循环微生物之间的相互作用机制，对于准确评估全球变化对生态系统功能的影响具有重要意义。
氮沉降是指大气中的氮气（N通过干湿沉降等途径进入地表和近地表的氮素形态。
随着工业化、交通和化石燃料的大量燃烧，氮气在大气中的浓度持续上升，导致越来越多的氮素以氮沉降的形式返回到生态系统。
在全球范围内，尤其是热带和亚热带地区，人为源的氮沉降已经成为氮循环的重要组成部分。
过量的氮沉降可能会导致土壤中氮素过量积累，进而引发一系列环境问题，如水体富营养化、土壤酸化等。
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文献标识码：A 文章编号：1001-1714（2019）01-0049-04
森林生态系统是一个以树木为主体的生物与 大气、土壤以及生物本身进行物质循环、能量转换 和信息传递的有机统一体。作为自然综合体中物 质循环、能量流动和信息传递的重要载体，光合作 用、呼吸作用、凋落物养分矿化分解、植物蒸腾和养 分吸收利用等碳循环、水循环和养分循环的关键生 态过程，通过一系列的生理、生态作用将森林生态 系统各结构单元间的物质循环过程有机联系起来， 实现对整个森林生态系统土壤–植物–大气连续 体（SPAC）的调控。一方面，森林生态系统可以通过 不 断 的 物 质 、能 量 输 入 实 现 森 林 生 态 系 统 的 自 调 节，实现物质元素在生物群落与外界环境间循环往 复，维持系统的稳定性；另一方面，物质、能量的流 动将生态系统处于一种动态的开放和平衡中，生态 系统平衡状态易受到外界因素的干扰[1-3]。因此，森 林生态系统 SPAC 中，任何一个过程的变化必然会 引起整个森林生态系统物质循环、能量转换、信息 传递等发生改变。
1 氮沉降对森林生态系统碳循环过程的影响
植物光合固碳过程是全球陆地生态系统碳循 环的重要环节，影响整个陆地生态系统碳的循环和 周转[5]。目前的研究结果对氮输入与生物固碳的影 响仍存有分歧，一部分研究结果发现，在 N 限制的
收稿日期：2018-12-14 基金项目：辽宁省自然科学基金（2015020798，2015020780）；林业科技创新平台运行补助项目（2017-LYPT-DW-024）；林业 行业公益专项（201404303-03）。 作者简介：王睿照，高级工程师，主要从事森林生态水文研究，E-mail：ramny@。
2019 年
辽宁林业科技
2019
第1期
Journal of Liaoning Forestry Science ＆ Te过程的影响
王睿照
（辽宁省林业科学研究院，辽宁 沈阳 110032）
摘 要：森林生态系统是以树木为主体的生物与大气、土壤以及生物本身进行物质循环、能量转换
受人为干扰影响，目前大气中含氮温室气体浓 度已达到 319 μg·L-1，约是工业革命前的 118%，并且 在最近几十年仍然表现为以 0.8 μg·L-1·a-1的速率线 性增加；大气氮沉降的增加必然导致森林生态系统 土壤–植物–大气连续体（SPAC）中物质循环过程 发生巨大的改变 。 [4] 然而，目前关于氮输入对森林 生态系统物质循环过程的影响仍具有一定的不确 定性和较大争议。本文着重阐述氮沉降对森林生 态系统中碳循环、养分循环和水循环等关键生态过 程的影响及反馈，揭示氮沉降对森林生态系统循环 的作用机理，以期为制定气候变化条件下的森林生 态系统管理策略提供科学的数据支持和理论依据。
土壤微生物碳储量占土壤总有机碳库的 1%～ 3%，其是森林生态系统物质循环过程的重要参与者 和关键过程。研究结果显示，N 对土壤微生物的碳 储量、氮储量和 C/N 比均表现为负效应，N 输入会抑 制 土 壤 微 生 物 的 生 长 、降 低 土 壤 微 生 物 C/N 比 值 、降 [7-8，11] 低土壤酚氧化酶和过氧化物酶等木质素 分解酶活性[12]，改变土壤中有机物的分解过程。然 而不是所有的研究结果都一致，Waldrop 等研究结 果显示高水平 N 沉降增加了糖槭-北美红栎及糖 槭-美洲椴混交林土壤中酚氧化酶和过氧化物酶 活性[13]。
氮沉降量明显增加，这必将对现有森林生态系统的生物与环境间的物质循环、能量转换和信息传
递产生显著的影响。该文综述了氮沉降对森林生态系统碳循环、养分循环和水循环 3 个关键生态
过程的影响及反馈，为认识氮沉降对森林生态系统的影响及其反馈作用提供参考。
关键词：氮沉降；森林生态系统；物质循环
中图分类号：S714
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第1期
辽宁林业科技
2019 年
生态系统中，N 的输入促进植物叶片中核酮糖二磷 酸缩化酶浓度、叶绿素含量以及相关酶活性有显著 的增加，外源性氮输入的增加能够促进植物光合固 碳效率[6]，提高植物净初级生产力。但是，另一些研 究认为，植物固 C 对Ｎ输入表现为非线性响应，过量 的氮输入会造成生态系统的“Ｎ饱和”，高的 N 输入 对叶片的光合作用表现为解耦合，显著降低树木的 光合能力[6]。尽管目前森林生态系统光合固碳过程 对Ｎ的响应研究结果还存在较大的不确定性，但是 研究者普遍认为Ｎ输入对植物固 C 的作用，决定于 森林生态系统的类型以及Ｎ“饱和度”。
和信息传递的有机统一体。其中碳循环、养分循环和水循环等物质循环作为森林生态系统能量转
换、信息传递的最重要的载体，其通过一系列的生理、生态过程实现物质、能量和信息的相互联系、
紧密耦合，贯穿于整个森林生态系统的土壤–植物–大气连续体（SPAC）中。任何一个物质循环过
程的改变，无疑会影响整个 SPAC 系统的稳定性。目前，受人类活动的影响，SPAC 中的大气和土壤
森 林 土 壤 碳/氮 库 具 有 极 显 著 的 相 互 耦 合 关 系[7]，氮沉降可以通过改变凋落物输入量、细根周转 和土壤呼吸等森林生态系统碳循环的关键过程改 变土壤碳库。研究结果显示，氮沉降可以使氮亏缺 的挪威云杉林生态系统凋落物量增加，但是可能会 引起“氮饱和”森林生态系统的退化，进而减少森林 生态系统凋落物输入量和凋落物的分解。氮沉降 会影响土壤中细根的生长和周转，不同森林类型土 壤细根对氮沉降的响应不同，表现为森林生态系统 土壤中细根生物量和细根周转速率的增加和降 低。短期的 N 沉降对不同森林类型土壤呼吸也表 现为增加和降低，长期 N 沉降会降低有机物分解和 土壤呼吸的 C 释放，长期的 N 沉降使美国北方森林 生态系统土壤 C 储量增加了 82%[8-10]。