探秘深层风化基岩根际：氮碳动态关联揭示独特养分库与循环模式的重要意义

森林中氮是限制植物生长的关键养分，以往认为养分吸收多在土壤。为探究根驱动的氮循环是否延伸至风化基岩，研究人员在北加州老龄林开展研究。发现风化基岩中总溶解氮（TDN）浓度随深度增加，主要为有机态且源于植物。这表明风化基岩根际对生态系统碳氮（C-N）循环意义重大。

　　在森林生态系统中，氮（N）是全球范围内限制森林生产力的关键养分之一。近期研究发现，多种生态系统的大量水分来源于风化基岩，这就引发了一个问题：由根系驱动的氮循环是否也会延伸到风化基岩中呢？在这项研究中，研究人员利用专门的仪器，对位于北加州一片老龄林下方、深度达 16 米的风化基岩包气带（WBVZ）展开研究。在这片区域，由植物根系及其相关微生物群落组成的根际延伸至岩石内部数米。

研究人员连续两年，每隔 1.5 米至 16 米深度，对总溶解氮（TDN）、溶解有机碳（DOC）、无机氮（铵离子和硝酸根离子），以及二氧化碳（CO₂）和氧气（O₂）气体进行监测记录。结果发现，TDN 浓度随深度增加而上升，在 15 米深度处的浓度比表层 30 厘米处高出一个数量级，而且在整个风化基岩包气带中，TDN 的主要成分是有机氮。此外，TDN 浓度还受到深度、季节以及年际降水模式的影响。通过对 DOC 的碳同位素组成分析表明，WBVZ 中的溶解有机物主要来源于植物，而非富含氮的基岩。

研究得出结论，WBVZ 中的氮动态部分可能是由土壤下方数米处活跃的根际驱动的。因此，风化基岩层在拥有深根植物的生态系统碳氮（C-N）循环中或许起着关键作用。