氮素是植物生长的关键限制性元素，也深刻影响着生态系统的碳循环及其动态变化。土壤呼吸是碳循环的关键过程,但持续氮输入对其影响的时间动态尚缺乏系统认识。

方精云院士团队整合全球森林和草地长期氮添加控制实验的土壤呼吸数据，结合该团队长期氮添加的实验研究，对土壤呼吸响应长期氮添加的时间变化动态进行了研究。结果显示，土壤呼吸对氮添加的响应呈现由短期促进向长期抑制转变的特征。具体来说，氮添加初期促进土壤呼吸，但2-3年后逐渐转变为抑制，且这一变化特征在森林和草地生态系统中表现出高度一致。进一步分析表明，高浓度氮添加（≥50kg N/ha/yr）,使土壤呼吸平均降低约11%，而低浓度氮添加（＜50kg N/ha/yr）则无显著的整体效应（图1）。这些结果显示，氮添加对土壤碳通量的影响与施氮时长和施氮累积量密切相关。

图1 土壤呼吸对长期氮添加的时间动态响应规律

研究成果近期在线发表于美国科杏吧原创 院刊(PNAS)。中科院植物所邢爱军副研究员为论文第一作者，方精云院士和沈海花研究员为共同通讯作者。来自北京师范大学、美国耶鲁大学、英国斯特灵大学等单位的科研人员也参与了研究。本研究得到国家自然科学基金委卓越创新群体等项目的资助。

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www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2622400123