Исследователи количественно оценили скорость нитрификации в масштабе экосистемы

Исследователи из Группы экологии стабильных изотопов Института прикладной экологии (IAE) Китайской академии наук (CAS) впервые количественно оценили межгодовые и сезонные изменения скорости нитрификации в лесной экосистеме. Они проанализировали изотопный состав кислорода (Δ¹⁷O) нитратного азота в атмосферных осадках и воде ручьев в лесном водосборном бассейне площадью 536 га за период с 2014 по 2017 год.

Исследование показало, что Δ¹⁷O нитрата из осадков значительно снижается при попадании в почву, что указывает на интенсивное внутреннее производство нитратов в результате нитрификации. Этот процесс демонстрировал значительные межгодовые вариации, но его месячная динамика не имела четкой связи с количеством осадков или температурой почвы. Количество вымываемого нитратного азота превысило критическое значение, указывающее на насыщение экосистемы азотом (N-сатурацию). При этом на газообразные потери азота пришлось 35% от общего выноса, а общий выход азота составил 56% от его поступления с осадками.

Работа важна для понимания круговорота азота и оценки состояния лесных экосистем в условиях повышенного антропогенного азотного загрязнения. Долгосрочное чрезмерное поступление азота может приводить к подкислению почв, потере питательных веществ, дисбалансу в питании растений, увеличению выбросов парниковых газов (таких как N₂O) и снижению биоразнообразия. Количественная оценка нитрификации на уровне водосборного бассейна является ключевым шагом для моделирования последующих процессов, например, денитрификации.

«Измерения Δ¹⁷O нитрата в водотоке за несколько лет указывают на высокое производство нитратов в умеренном лесу», — заключают авторы. Исследование опубликовано в журнале Environmental Science & Technology.