Gli aumenti causati dall'uomo nelle emissioni di azoto gassoso (N) nell'atmosfera hanno accelerato la deposizione di N nell'ecosistema terrestre nell'ultimo mezzo secolo. Poiché la produttività forestale è solitamente N limitata, la deposizione accelerata di N può favorire la crescita degli alberi forestali. Ma l'eccessivo apporto di azoto a lungo termine può influire negativamente sugli ecosistemi forestali, portando alla perdita di nutrienti per l'acidificazione del suolo, squilibrio dei nutrienti delle piante, aumento delle emissioni di gas serra e perdita di biodiversità.
La nitrificazione è il processo mediante il quale i microbi convertono l'ammonio-N o l'N organico solubile in nitrato-N. Sia l'ammonio che il nitrato di N possono essere utilizzati direttamente da piante e microrganismi. Ma il nitrato-N è soggetto a lisciviazione nei tratti inferiori dei corpi idrici, causando così la perdita di nutrienti del suolo ed eutrofizzazione. Nitrato-N è il substrato di denitrificazione (il processo di NO 3 -N convertito in N 2 ). Quantità maggiori di Nitrato-N migliorano la denitrificazione.
Nitrificazione e denitrificazione sono importanti processi microbici che influenzano il gas serra N 2 O emissioni, N disponibilità e composizione, e l'ecosistema N in bicicletta. La quantificazione del tasso di nitrificazione del suolo sulla scala del bacino è un passaggio necessario per quantificare la denitrificazione. Però, a causa dell'eterogeneità spaziale e temporale della nitrificazione del suolo forestale, è stata una difficoltà nel quantificare il tasso di nitrificazione su scala ecosistemica.
Nel 2015, FANG Yunting e altri hanno determinato per la prima volta il tasso di nitrificazione annuale di un ecosistema forestale quantificando l'isotopo dell'ossigeno Δ 17 O di nitrato-N nelle precipitazioni e nei corsi d'acqua. Però, perché la quantificazione deve basarsi sulla misurazione del nitrato-Δ 17 Oh, solo pochi laboratori al mondo hanno capacità di test. Perciò, c'è ancora poca ricerca di questo tipo e attualmente non si conoscono i cambiamenti stagionali e interannuali nella nitrificazione del suolo forestale e i driver hanno controllato questi cambiamenti.
In vista di questo, i ricercatori (HUANG Shaonan, FANG Yunting et al.) dello Stable Isotope Ecology Group dell'Institute of Applied Ecology (IAE), Accademia cinese delle scienze (CAS), raccolti campioni di acqua piovana e di ruscello da un bacino idrografico di 536 ettari vicino alla stazione di ricerca sull'ecosistema forestale CAS Qingyuan dal 2014 al 2017.
Hanno misurato 17 O di nitrato-N nei campioni e quantificato l'ingresso di nitrato-N, perdita e tasso di nitrificazione lordo su scala ecosistemica. I risultati hanno mostrato che il nitrato-Δ 17 O nella pioggia è molto diluito quando entra nel terreno. La nitrificazione del suolo ha mostrato ampie variazioni interannuali. Ma lo studio non ha riscontrato una chiara relazione tra la dinamica mensile della nitrificazione del suolo e le precipitazioni o la temperatura del suolo. La quantità di perdita di nitrato-N era superiore al valore critico che segna la saturazione di N delle foreste temperate. La perdita di N gassoso ha rappresentato il 35% della perdita totale di N, mentre l'emissione totale di N era il 56% dell'immissione totale di N dalla precipitazione di massa.
I ricercatori hanno quindi confermato in via preliminare che l'ecosistema forestale è stato saturo di N. Lo studio sulla nitrificazione su scala di bacino sarà utile per comprendere il ciclo dell'azoto e lo stato dell'azoto degli ecosistemi forestali.
Lo studio, intitolato "Misure pluriennali su Δ
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O di nitrato di torrente indica un'elevata produzione di nitrati in una foresta temperata, " è stato pubblicato in Scienze e tecnologie ambientali .
