土壤天然豐度氮(N)穩(wěn)定同位素(δ15N)是指示長期尺度上綜合土壤N循環(huán)過程和通量的良好代表。

然而，它在全球范圍內(nèi)的空間模式尚不清楚。此外，作為調(diào)控土壤氮循環(huán)過程的關(guān)鍵因子，其與土壤含水量(SWC)的關(guān)聯(lián)研究較少。

近日，由中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所朱青教授帶領(lǐng)的研究人員研究了土壤δ的關(guān)系15全球范圍內(nèi)的氮和SWC研究，探討土壤δ的關(guān)鍵控制15氮在不同的氣候帶。

這項工作發(fā)表在Catena上。

“基于土壤δ15在全球910個網(wǎng)格的N和SWC數(shù)據(jù)中，我們發(fā)現(xiàn)土壤δ之間存在向上凹陷的關(guān)系15N和SWC，“朱教授說。較高的土壤δ15N存在于SWC的干端和濕端。五個科本-蓋革氣候帶的不一致關(guān)系構(gòu)成了這種向上凹陷的關(guān)系。

土壤δ的正相關(guān)關(guān)系15熱帶區(qū)氮和SWC決定了土壤δ的增加趨勢15N在頻譜的濕端。這主要是由水文調(diào)控的土壤氮素流失引起的。在溫暖和潮濕的條件下增加SWC會促進(jìn)反硝化，從而產(chǎn)生大量的N氣體損失，因為N2O 和 N2;它還會觸發(fā)地表徑流和地動，從而驅(qū)動溶解和顆粒氮損失。

干旱區(qū)的負(fù)相關(guān)關(guān)系決定了干旱端的下降趨勢。這主要是由于基巖風(fēng)化導(dǎo)致氨揮發(fā)和氮補充等非生物氮損失比例增加(較高δ15N)隨著干燥、炎熱和貧瘠土壤條件下SWC的降低。

“土壤δ關(guān)系差15溫帶、寒帶和極地帶的氮和SWC構(gòu)成了全球向上凹形關(guān)系的過渡范圍，“朱教授說。“這表明，不是水文而是氣候確定的低土壤氮損失是造成低土壤δ的原因15N在這些區(qū)域。

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