Door de mens veroorzaakte toename van de emissie van gasvormige stikstof (N) naar de atmosfeer heeft de N-afzetting van het aardse ecosysteem de afgelopen halve eeuw versneld. Omdat de bosproductiviteit meestal N beperkt is, versnelde N-depositie kan de groei van bosbomen bevorderen. Maar langdurige overmatige N-invoer kan een negatief effect hebben op bosecosystemen, wat leidt tot bodemverzuring verlies van voedingsstoffen, onbalans in plantenvoeding, de uitstoot van broeikasgassen neemt toe en het verlies aan biodiversiteit.

Nitrificatie is het proces waarbij microben ammonium-N of oplosbaar organisch N omzetten in nitraat-N. Zowel ammonium- als nitraat-N kunnen direct worden gebruikt door planten en micro-organismen. Maar nitraat-N is vatbaar voor uitspoeling naar lagere delen van waterlichamen, waardoor bodemvoedingsstoffen en eutrofiëring verloren gaan. Nitraat-N is het substraat van denitrificatie (het proces van NO ₃ -N wordt omgezet in N ₂ ). Hogere hoeveelheden nitraat-N versterken de denitrificatie.

Nitrificatie en denitrificatie zijn belangrijke microbiële processen die het broeikasgas N . beïnvloeden ₂ O emissies, N beschikbaarheid en samenstelling, en het ecosysteem N fietsen. Het kwantificeren van de nitrificatiesnelheid van de bodem op stroomgebiedschaal is een noodzakelijke stap om denitrificatie te kwantificeren. Echter, vanwege de ruimtelijke en temporele heterogeniteit van nitrificatie van bosbodems, het was een moeilijkheid om de nitrificatiesnelheid op ecosysteemschaal te kwantificeren.

in 2015, FANG Yunting en anderen bepaalden voor het eerst de jaarlijkse nitrificatiesnelheid van een bosecosysteem door de zuurstofisotoop te kwantificeren Δ ¹⁷ O van nitraat-N in regen en stromen. Echter, omdat de kwantificering moet steunen op de meting van de nitraat-Δ ¹⁷ O, slechts enkele laboratoria ter wereld beschikken over testmogelijkheden. Daarom, er is nog weinig van dergelijk onderzoek en het is momenteel onbekend over de seizoens- en interjaarlijkse veranderingen in bosbodemnitrificatie en de drijvende krachten achter deze veranderingen.

Met het oog hierop, de onderzoekers (HUANG Shaonan, FANG Yunting et al.) van de Stable Isotope Ecology Group van het Institute of Applied Ecology (IAE), Chinese Academie van Wetenschappen (CAS), verzamelde regen- en stroomwatermonsters uit een bosstroomgebied van 536 ha in de buurt van het CAS Qingyuan Forest Ecosystem Research Station van 2014-2017.

Ze maten ¹⁷ O van nitraat-N in de monsters en kwantificeerde de nitraat-N-input, verlies en bruto nitrificatiesnelheid op ecosysteemschaal. De resultaten toonden aan dat de nitraat-Δ ¹⁷ O in regenval wordt sterk verdund wanneer het in de grond komt. De nitrificatie van de bodem vertoonde grote interjaarlijkse variaties. Maar de studie vond niet dat er een duidelijk verband was tussen de maandelijkse dynamiek van bodemnitrificatie en neerslag of bodemtemperatuur. De hoeveelheid verlies aan nitraat-N was hoger dan de kritische waarde die de N-verzadiging van gematigde bossen aangeeft. Het verlies van gasvormig N was goed voor 35% van het totale N-verlies, terwijl de totale N-output 56% was van de totale N-input van bulkneerslag.

De onderzoekers bevestigden dus voorlopig dat het bosecosysteem N-verzadigd is. Het onderzoek naar nitrificatie op stroomgebiedschaal zal gunstig zijn voor het begrip van de N-cyclus en de N-status van bosecosystemen.

De studie, getiteld "Meerjarige metingen op Δ ¹⁷ O van stroomnitraat duidt op een hoge nitraatproductie in een gematigd bos, " is gepubliceerd in Milieuwetenschap en -technologie .