凍融循環在高緯度、高海拔以及一些溫帶地區是非常普遍的現象，在北半球大約55%的總陸地面積經歷著季節性的凍融。近年來，隨著全球氣候變暖，可能會導致陸地生態系統出現較為溫暖的冬天和較薄的雪被厚度，進而可能會改變凍融循環的格局。比如，在無雪地區，變暖的冬天可能會減少土壤凍融；而在雪被覆蓋地區，由于變暖的冬天導致雪被減少，隔熱作用相應減少，從而會引起凍融循環的強度、頻率和持續時間增加。這些凍融格局的改變可能會通過影響土壤結構、土壤微生物、植物根系、植物凋落物的輸入等，從而影響土壤氮素循環。然而，到目前為止，不同凍融循環格局對土壤氮循環的影響很少被綜合分析。 

　　中國科學院沈陽應用生態研究所白娥研究員和高德才博士等，通過運用整合分析（Meta-analysis）的方法，從前人研究關于凍融循環的63文章中收集到了1519個關于氮循環的數據，整合分析了凍融循環對氮循環的影響。結果表明，凍融循環處理顯著增加了土壤銨態氮、硝態氮、硝態氮的淋洗和氧化亞氮的排放，增幅分別達18.5%、18.3%、66.9%和144.9%；顯著減少了土壤總氮和微生物量氮，減幅分別達26.2%和4.7%；而對凈氮礦化和硝化速率無顯著性的影響。另外，溫帶和農田生態系統比北極苔原生態系統對凍融循環具有較高的響應。因此，由于氣候變暖而導致的凍融格局的改變可能會增加無機氮的釋放、氮淋洗的損失和氧化亞氮的排放。該整合分析可以更好的理解氮循環對凍融循環的響應以及凍融循環的格局與氮庫和氮排放的關系。 

　　以上研究成果以Responses of terrestrial nitrogen pools and dynamics to different patterns of freeze-thaw cycle：a meta-analysis為題發表在生態學的頂級期刊Global Change Biology上。博士生高德才為文章的第一作者，白娥研究員為通訊作者。研究得到了973項目（No. 2014CB954400）、國家自然科學基金（No. 31522010）、中國科學院前言科學重點研究項目（No. QYZDB-SSW-DQC006）和中國科學院戰略重點研究項目（No. XDB15010301）的支持。 

　　 論文鏈接

圖 1 在整合分析中選擇的凍融循環實驗在世界上的分布

圖 2 凍融循環對7個氮庫和10個氮排放的平均效應值