近年来，大气氮沉降增加导致土壤酸化问题受到广泛重视。陆地生态系统氮输入可增加土壤中无机氮含量，加速土壤交换性盐基离子的耗竭，增加硝酸盐淋失风险；土壤的反硝化作用及植物对铵离子的吸收，增加土壤中交换性氢离子和交换性铝离子含量，导致土壤酸化，降低土壤酸缓冲性能，进而影响到陆地生态系统结构和功能。中国北方半干旱草地生态系统受到氮素和水分共同限制，据IPCC气候变化报告（2014）预测，该地区氮沉降和降水未来均有增加的趋势，因此，对模拟氮沉降及降水格局变化背景下的土壤化学过程研究，可为全球变化背景下陆地生态系统元素的生物地球化学循环研究及模型模拟提供参数。
依托中科院多伦恢复生态学实验站2005年建立的模拟氮沉降和降水增加控制实验平台，我所土壤化学组系统蔡江平博士在姜勇研究员的指导下，研究了水氮添加9年后表层土壤的交换性盐基离子、土壤酸缓冲容量等影响土壤酸化过程的指标。结果表明，随氮添加量的增加，土壤酸缓冲容量（pHBC）显著降低（图2），原因是土壤的有效阳离子交换量（ECEC）的降低及土壤交换性盐基离子（特别的钙离子）的耗竭加速了草地土壤的酸化（图1）。加氮和增水处理具有显著的交互作用，与不增水处理相比，增水处理显著提高了土壤的ECEC及交换性盐基含量，从而减缓了由于氮输入增加导致的土壤酸缓冲容量降低的幅度（图3）。
上述结果于2017年9月29日以Precipitation-mediated responses of soil acid buffering capacity to long-term nitrogen addition in a semi-arid grassland为题在线发表于Atmospheric Environment上。该研究得到国家重点研发计划课题（2016YFC0500707、2016YFC0500703）和国家自然科学基金面上项目（41371251、31770525）资助。
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图1. 土壤pH、有效阳离子交换量及交换性盐基离子
图2. 土壤酸缓冲容量滴定曲线
图3. 水氮处理下土壤酸缓冲容量的变化速率
图4. 氮输入与土壤酸缓冲过程
