在凋落物分解过程中，氮素（N）的释放在维持土壤肥力和森林生产力方面起着重要的作用。在过去，人们通常用净氮释放率来表示凋落物氮的释放率。事实上，净氮释放是对凋落物总氮损失（总氮释放）的低估，因为微生物对外源氮的固持（总氮固持）会掩盖一部分凋落物氮损失。近年来，15N稳定同位素示踪技术的应用，使区分总氮释放和总氮固持过程得以实现，并能示踪氮在土壤中的去向，有助于我们更深入的了解凋落物氮在生态系统中的转化过程。然而，至今为止，凋落物总氮释放和总氮固持的变化规律及其影响因素尚不清楚。
本课题组利用15N标记技术对长白山温带森林凋落物分解进行了研究，发现凋落物的总氮释放和总氮固持的变化趋势分别显著符合一库指数增长模型：y = 100 - a1* e–k1*x和y = a2* (1 - e-k2*x)。此外，还发现在凋落物分解的第一阶段（0？0.5年），总氮释放主要受凋落物氮浓度调控，在第二阶段（0.5？2.25年）则主要受木质素浓度调控。而总氮固持在第一阶段与氮浓度呈显著正相关，在第二阶段则与氮浓度呈显著负相关。另外，总氮释放速率高的凋落物对土壤氮库和损失氮库的贡献较高。本研究揭示了凋落物总氮释放和固持的变化趋势，并发现了氮浓度、木质素浓度和C/N是调控凋落物总氮释放与固持的主要凋落物质量指标，为预测森林生态系统中凋落物氮的总通量和去向提供了科学依据。
图1.凋落物的质量损失（a），净氮释放（b），总氮释放（c）和总氮固持（d）的动态变化。
图2.凋落物氮在不同氮库中的回收率。
图3.不同分解阶段凋落物质量对总氮释放、总氮固持的影响。
该研究于2019年5月15日以Nitrogen, lignin, C/N as important regulators of gross nitrogen release and immobilization during litter decomposition in a temperate forest ecosystem为题在Forest Ecology and Management上发表。生物地球化学组博士生裴广廷为第一作者，白娥教授为通讯作者。该研究得到了国家重点研发（2016YFA0600804）、中国青年创新促进会（2018231）和优青项目（白娥）的支持。DOI:10.1016/j.foreco.2019.03.001
