喀斯特地区植被恢复下土壤有机氮组分特征及其环境调控机制

为解决喀斯特脆弱生态系统土壤氮素循环机制不明的问题，Yingge Shu团队开展植被恢复年限对土壤有机氮组分（TAN/AIN/AMN/AAN/ASN/TUN）影响研究，揭示15年灌草阶段氮供应能力最强，AN/TN/SOC是核心调控因子，为退化土壤修复提供理论依据。

　　

喀斯特地区因其独特的岩溶地质结构，生态系统脆弱如玻璃般易碎。人类活动导致的植被退化和水土流失，让这片土地患上严重的"生态贫血症"。为治疗这种顽疾，中国推行退耕还林政策已逾二十年，但土壤这个"隐形病患"的康复状况始终缺乏精准诊断——特别是占土壤总氮90%以上的有机氮（SON），其组分变化如同密码般难以破译。贵州大学农学院的Yingge Shu团队在《Scientific Reports》发表的研究，首次揭开了喀斯特地区植被恢复过程中土壤有机氮的组分特征密码。

研究人员采用时空替代法，选取5年草地、15年灌草地、20年灌丛和40年林地四种恢复阶段，运用Bremner酸解法测定0-40cm土层中6种有机氮组分，结合冗余分析（RDA）和蒙特卡洛检验解析环境驱动因子。

有机氮组分动态变化

研究发现所有有机氮组分均呈现"表层富集"现象，0-20cm含量显著高于深层。15年灌草地的TAN（总酸解氮）、AMN（酸解铵态氮）和AAN（酸解氨基酸氮）含量比农田分别提高26.7%、22.8%和26.1%，其氮供应能力尤为突出。20年灌丛的AIN（非酸解氮）含量较农田增加19.8%，这种"氮素保险箱"的扩容增强了系统氮储存能力。

组分占比特征

有机氮组分占比呈现AIN（64.6%）>TUN（15.6%）>AMN（11.5%）>AAN（7.9%）>ASN（2.9%）的阶梯分布。植被恢复使TAN占比提升而AIN下降，其中40年林地的酸解氮占比在10-20cm土层达到峰值，暗示森林系统具有持续的氮转化活力。

环境调控机制

RDA分析显示，TN（总氮）、AN（碱解氮）和SOC（有机碳）解释85.1%的变异，三者的Mantel检验相关系数均超过0.7。特别发现AMN与TUN对TAN贡献率达40%，可能是植物可利用氮的主要"储备池"。而Cl（粘粒）和BD（容重）则通过物理阻碍作用抑制氮素转化。

这项研究构建了"植被恢复-有机氮组分-环境因子"的三维响应模型，证实15年灌草阶段是氮素活化的关键转折期。研究不仅为喀斯特区土壤修复提供精准施肥理论依据，其建立的酸解氮组分诊断体系，更可推广至全球岩溶生态系统的氮循环研究。论文揭示的TUN（酸解未知氮）与AMN的协同作用机制，为破解土壤"黑箱氮库"开辟了新思路。