研究发现持续大气氮沉降下负生态效应

大气氮沉降是全球变化重大问题之一。至今温带地区的欧洲和北美已在大气氮沉降方面开展了大量的研究工作，也取得了许多重要的研究进展。不过，目前已有的研究大部分是关于N沉降下土壤和水酸化、生态系统的初级生产力和养分循环、温室气体（CH₄和NO₂等）排放，以及植物和微生物的响应等方面的研究结果，而对于生物多样性丰富、生态功能显著的土壤动物群落的响应等方面极少见报道。大气N沉降在热带和亚热带的发展中国家更是个严峻的考验，尤其是在我国，无机氮的排放已达到一个较高水平，已成为全球三大氮沉降集中区之一，因此，迫切需要对大气氮沉降有进一步的认识。中科院华南植物园恢复生态学团队徐国良博士在傅声雷研究员指导下，与瑞士森林、雪与景观研究所（WSL）的Patrick Schleppi和Maihe Li博士合作，在欧洲大气氮沉降NITREX研究网络的Alptal站点，以跳虫作为指标生物对长期氮沉降的生态影响进行了研究。该试验采取多重复区组设计，在一个自然保护良好，有些树龄高达260年的针叶林中建立两个亚试验样区（大约1500m²)，其中一个为对照样区，另一个为氮处理地。采样时，该试验已经持续了12年时间。研究结果表明，跳虫群落受到了氮沉降的显著影响。在氮处理区，不仅跳虫密度表现出比对照地低的趋势，而且类群丰富度也在下降，如Tomocerus, Arrhopalites, Sminthurus和Neanura在氮处理区完全不见；0-5cm土层跳虫群落对氮沉降的响应最为强烈，其密度在处理区要显著低于对照区，优势种Isotomiella minor密度从对照样区(85600个/m³)到氮处理区(17000个/m³)，减少了80%。作者还利用两种方法分析了跳虫群落生物多样性的变化，结果表明，虽然香农生物多样性指数分析显示氮处理地与对照地没有显著差异，0-5cm与5-10cm土层间也没有显著差异；但密度-类群指数分析显示，这些存在的差异是显著的。该研究认为，土壤跳虫群落可以作为土壤氮持续增加并导致氮饱和的生物指示；而且，以跳虫为代表的土壤生物在大气氮沉降下的负面反应还可能会通过降低凋落物分解效率进而导致土壤C的积累。相关研究内容已在国际环境学权威期刊《环境污染》（Environmental Pollutiion）上正式发表。（来源：中科院华南植物园）