近日，海南大学热带作物学院张金波和孟磊教授团队Ahmed S. Elrys教授在全球土壤氮循环模式与氮富集效应领域取得最新研究进展。该研究成果以“Global soil nitrogen cycle pattern and nitrogen enrichment effects: Tropical versus subtropical forests”为题发表在国际知名期刊《Global Change Biology》（影响因子：13.211）上。

热带和亚热带森林生物群落是全球氮循环的主要热点。然而，我们对全球土壤氮循环模式和驱动因素及其对这些生物群落中氮沉降响应的理解仍然缺乏机理认识。本研究从氮素初级转化过程的新颖视角，通过整合2426个单对和161组对比数据发现，总N矿化(GNM)、铵(I_NH4)和硝酸盐(I_NO3)的固定以及硝酸盐异化还原成铵(DNRA)等过程在热带森林土壤中显著高于亚热带森林土壤。热带森林土壤氮循环相对保守，而亚热带森林土壤氮循环则更加开放，存在氮流失风险。土壤NH₄⁺主要受控于土壤基质（全氮），气候因素（降水和/或温度）则对土壤NO₃⁻动态的控制更为重要。其中，GNM和I_NH4与土壤粉砂和粘粒含量正相关，I_NO3和DNRA 与砂和粘粒含量正相关。热带森林土壤氮循环对氮沉降的敏感性高于亚热带森林。氮沉降导致热带森林氮循环的泄漏，这可以通过GN/I_NH4、NO₃⁻/NH₄⁺和N₂O排放量等增加及I_NO3和DNRA的减少来证明，这是由土壤微生物生物量和pH降低所致。优势树种对土壤氮循环模式也有影响，由落叶林的保守性向针叶林的渗漏性转变。我们提供的全球证据表明，热带森林（而非亚热带森林）的特征是土壤氮动态维持了氮的有效性，氮富集抑制了土壤氮的保留，并激发了这些生物群落中的氮损失。

论文第一作者系海南大学教授Ahmed S. Elrys，通讯作者为孟磊教授，第一完成单位和通讯单位均为海南大学。该工作得到了德国吉森大学Christoph Müller教授的悉心指导以及国家自然科学基金和海南省高层次人才基金的资助，特此致谢！

Ahmed S. Elrys 教授是2022年7月入职海南大学，已以第一作者，以海南大学为第二单位在NATURE子刊Nature Food（影响因子：20.430）上发表题为“Expanding agroforestry can increase nitrate retention and mitigate the global impact of a leaky nitrogen cycle in croplands”论文。 Ahmed S. Elrys教授长期从事土壤-植物生态系统氮的生物地球化学循环。已发表论文68篇，其中以第一或者通讯作者发表在Nature Food, Environmental Science & Technology, Global Change Biology, Environment International, Science of the Total Environment等高水平期刊发表论文23篇。近五年来，主要科研成果如下：1）阐明了土壤总氮矿化、硝化、氮固定和硝酸异化还原为铵的全球模式和驱动因素，考虑微生物生物量、容重、降水、土壤pH值和土壤全氮数量和质量等易获得的变量，准确地模拟氮转化速率的动态变化；2）分析了全球土壤氮循环的空间变化规律，提出全球氮循环需要向农林复合系统转变，这可能增加农田中硝酸盐的滞留，这将在生态恢复中发挥重要作用；3）首次详细分析了1961 - 2016年52个非洲国家的N循环模式；4）提出了不同无机肥N使用和人类饮食的情景，计算出2050年非洲实现粮食自给所需的食物N足迹和氮肥用量等。