研究揭示全球土壤氮稳定同位素与土壤含水量之间的关系

土壤天然丰度氮(N)稳定同位素(δ15N)是指示长期尺度上综合土壤N循环过程和通量的良好代表。

然而，它在全球范围内的空间模式尚不清楚。此外，作为调控土壤氮循环过程的关键因子，其与土壤含水量(SWC)的关联研究较少。

近日，由中国科学院南京地理与湖泊研究所朱青教授带领的研究人员研究了土壤δ的关系15全球范围内的氮和SWC研究，探讨土壤δ的关键控制15氮在不同的气候带。

这项工作发表在Catena上。

“基于土壤δ15在全球910个网格的N和SWC数据中，我们发现土壤δ之间存在向上凹陷的关系15N和SWC，“朱教授说。较高的土壤δ15N存在于SWC的干端和湿端。五个科本-盖革气候带的不一致关系构成了这种向上凹陷的关系。

土壤δ的正相关关系15热带区氮和SWC决定了土壤δ的增加趋势15N在频谱的湿端。这主要是由水文调控的土壤氮素流失引起的。在温暖和潮湿的条件下增加SWC会促进反硝化，从而产生大量的N气体损失，因为N2O 和 N2;它还会触发地表径流和地动，从而驱动溶解和颗粒氮损失。

干旱区的负相关关系决定了干旱端的下降趋势。这主要是由于基岩风化导致氨挥发和氮补充等非生物氮损失比例增加(较高δ15N)随着干燥、炎热和贫瘠土壤条件下SWC的降低。

“土壤δ关系差15温带、寒带和极地带的氮和SWC构成了全球向上凹形关系的过渡范围，“朱教授说。“这表明，不是水文而是气候确定的低土壤氮损失是造成低土壤δ的原因15N在这些区域。