Les augmentations d'origine humaine des émissions d'azote (N) gazeux dans l'atmosphère ont accéléré les dépôts d'azote dans les écosystèmes terrestres au cours du dernier demi-siècle. Comme la productivité forestière est généralement limitée en N, le dépôt accéléré de N peut favoriser la croissance des arbres forestiers. Mais un apport excessif d'azote à long terme peut affecter négativement les écosystèmes forestiers, entraînant l'acidification du sol, la perte de nutriments, déséquilibre des éléments nutritifs des plantes, augmentation des émissions de gaz à effet de serre et perte de biodiversité.

La nitrification est le processus par lequel les microbes convertissent l'ammonium-N ou l'azote organique soluble en nitrate-N. L'ammonium et le nitrate-N peuvent être directement utilisés par les plantes et les micro-organismes. Mais le nitrate-N est susceptible d'être lessivé dans les cours inférieurs des plans d'eau, provoquant ainsi la perte des éléments nutritifs du sol et l'eutrophisation. Le nitrate-N est le substrat de la dénitrification (le processus de NO 3 -N étant converti en N 2 ). Des quantités plus élevées de Nitrate-N améliorent la dénitrification.

La nitrification et la dénitrification sont des processus microbiens importants qui influencent l'azote des gaz à effet de serre 2 émissions, N disponibilité et composition, et le cycle N de l'écosystème. La quantification du taux de nitrification du sol à l'échelle du bassin versant est une étape nécessaire pour quantifier la dénitrification. Cependant, en raison de l'hétérogénéité spatiale et temporelle de la nitrification des sols forestiers, il a été difficile de quantifier le taux de nitrification à l'échelle de l'écosystème.

En 2015, FANG Yunting et d'autres ont déterminé pour la première fois le taux de nitrification annuel d'un écosystème forestier en quantifiant l'isotope de l'oxygène Δ ¹⁷ O du nitrate-N dans les précipitations et les cours d'eau. Cependant, car la quantification doit reposer sur la mesure du nitrate-Δ ¹⁷ , seuls quelques laboratoires dans le monde disposent de capacités de test. Par conséquent, il existe encore peu de recherches de ce type et on ignore actuellement les changements saisonniers et interannuels de la nitrification des sols forestiers et les facteurs contrôlant ces changements.

Compte tenu de cela, les chercheurs (HUANG Shaonan, FANG Yunting et al.) du Stable Isotope Ecology Group de l'Institute of Applied Ecology (IAE), Académie chinoise des sciences (CAS), collecté des échantillons d'eau de pluie et de cours d'eau dans un bassin versant forestier de 536 ha près de la station de recherche sur l'écosystème forestier CAS Qingyuan de 2014 à 2017.

Ils ont mesuré ¹⁷ O de nitrate-N dans les échantillons et quantifié l'apport de nitrate-N, perte et taux de nitrification brut à l'échelle de l'écosystème. Les résultats ont montré que le nitrate-Δ ¹⁷ L'O dans les précipitations est fortement dilué lorsqu'il pénètre dans le sol. La nitrification du sol a montré de grandes variations interannuelles. Mais l'étude n'a pas trouvé qu'il y avait une relation claire entre la dynamique mensuelle de la nitrification du sol et les précipitations ou la température du sol. La quantité de perte de nitrate-N était supérieure à la valeur critique marquant la saturation en N des forêts tempérées. La perte de N gazeux a représenté 35% de la perte totale de N, tandis que la production totale de N était de 56 % de la production totale de N provenant des précipitations en vrac.

Les chercheurs ont ainsi confirmé au préalable que l'écosystème forestier était saturé en N. L'étude sur la nitrification à l'échelle du bassin versant sera bénéfique pour comprendre le cycle de l'azote et l'état de l'azote des écosystèmes forestiers.

L'étude, intitulé "Mesures pluriannuelles sur Δ ¹⁷ O du nitrate de ruisseau indique une production élevée de nitrate dans une forêt tempérée, " a été publié dans Sciences et technologies de l'environnement .