沈陽生態(tài)所在森林喬木冠層吸收大氣二氧化氮方面取得新進(jìn)展
大氣中的二氧化氮(NO2)以干沉降形式進(jìn)入森林生態(tài)系統(tǒng)時，可被冠層葉片直接吸收。在氮限制的生態(tài)系統(tǒng)中，冠層對NO2的吸收可能會成為植物重要的氮來源之一，進(jìn)而影響森林生態(tài)系統(tǒng)的氮循環(huán)以及碳固存。然而，目前對森林冠層吸收NO?的定量研究仍較為有限。
為了評估森林喬木葉片對NO2的吸收能力以及分配策略，中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所穩(wěn)定同位素生態(tài)學(xué)團隊利用15N同位素示蹤技術(shù)，選取中國東北溫帶森林四種優(yōu)勢喬木樹種幼苗(蒙古櫟、水曲柳、落葉松、紅松)，在不同光照或土壤施氮條件下，利用50 ppb的15NO2對喬木幼苗進(jìn)行8 h的動態(tài)熏蒸，量化了喬木幼苗葉片對NO2的吸收與分配。
結(jié)果顯示：不同樹種間NO2吸收能力存在差異，葉面積大小是導(dǎo)致樹種間吸收能力差異的主要因素。光照條件下葉片NO2吸收量顯著高于黑暗條件( 7.7 ~ 34.4%)，這與黑暗條件下大部分氣孔關(guān)閉有關(guān);土壤施氮促進(jìn)蒙古櫟吸收NO2( 28.6%)卻抑制落葉松吸收(- 41.9%)，研究認(rèn)為植物可能會根據(jù)自身氮狀況調(diào)控葉片NO2吸收。短期內(nèi)吸收的NO2主要存儲在葉片內(nèi)，熏蒸8 h后葉片15N回收率在總回收率中的占比達(dá)到60-97%?；谟酌鐢?shù)據(jù)估算，在生態(tài)系統(tǒng)尺度上溫帶森林冠層NO2吸收能達(dá)到0.51 ± 0.07 kg N ha-1 y-1。
研究成果以“Tree saplings readily take up NO2 during foliar15NO2fumigation”為題，近期發(fā)表于《Plant, Cell & Environment》期刊上。中國科學(xué)院沈陽生態(tài)所博士研究生姚萌為第一作者，康榮華研究員為通訊作者，其他合作作者包括沈陽生態(tài)所方運霆研究員、王慶偉研究員和王超研究員，清華大學(xué)段雷教授，新罕布什爾大學(xué)Erik A. Hobbie教授和挪威生命科學(xué)大學(xué)Jan Mulder教授等。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃項目和遼寧省重點研發(fā)計劃等項目的支持。
圖1 15NO2回收率和各器官占比
圖2 不同樹種林冠對NO2的吸收能力和不同影響因子對NO2吸收的相對貢獻(xiàn)
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