综述：用于评估森林生态系统氮状况的指标的局限性与优势

《Environmental Reviews》：Limitations and strengths of indicators for evaluating the nitrogen status of forest ecosystems

人为氮沉降与全球变化对森林氮状态的影响及指标有效性分析。

　　

摘要

人为氮（N）沉降增加了许多森林生态系统中的氮可用性。然而，全球变化（如大气中二氧化碳浓度升高、气候变暖导致的生长季节延长以及降水量增加）可能会促进植物生长，从而加剧生物对氮的需求。这些不同的趋势影响了森林的氮状况，反映了氮供应与需求之间的平衡，并表明森林是处于氮限制状态、过渡阶段还是氮饱和状态。目前有多种直接和间接指标用于评估森林的氮状况。然而，关于这些指标在氮状况评估中的有效性（这些评估需要确定不同阶段之间的阈值）的综述仍然有限。在此，我们回顾了各种氮状况指标及其阈值，以评估它们在揭示森林氮状况变化方面的有效性。此外，我们还探讨了这些指标是否能提供有关森林健康状况的信息，例如落叶情况、营养状况、林下层物种丰富度、疾病发生情况以及森林生长动态。所纳入的氮状况指标分为三类：与树木相关的指标（叶片氮含量、叶片或养分比例（尤其是氮磷比）、叶片和木材中的天然¹⁵N丰度（δ¹⁵N）；与土壤相关的指标（土壤碳氮比、无机氮浓度、氮转化速率、土壤中的δ¹⁵N值以及富集因子）；以及与生态系统相关的指标（凋落物氮通量、硝酸盐淋溶和N₂O排放）。我们的综合分析表明，虽然大多数指标有助于评估氮的可用性，但它们大多缺乏明确的阈值来识别氮饱和和氮限制状态。同样，我们也发现大多数指标无法用于评估森林健康状况。由于大多数指标仅能评估森林氮循环的特定组成部分，因此要对森林氮状况进行全面评估，需要结合多种指标来分析多个氮循环过程的变化。本综述通过评估这些指标在检测氮饱和或限制状态、反映森林健康状况、对氮沉降的响应性以及所需研究工作量方面的有效性，为选择用于评估森林氮状况的指标提供了指导。