日前，我校黑龙江漠河森林生态系统国家定位观测研究站蔡体久教授科研团队在国际著名学术期刊《Soil Biology and Biochemistry》（TOP期刊，IF=7.609）和《Journal of Hydrology》(TOP期刊，IF=5.722)上相继发表了题为“Changes in soil bacterial communities and nitrogen mineralization with understory vegetation in boreal larch forests”和“Improved subsurface soil moisture prediction from surface soil moisture through the integration of the (de)coupling effect”的研究论文。以上研究以大兴安岭地区顶级群落兴安落叶松林生态系统为研究对象，揭示了大兴安岭地区顶级群落兴安落叶松林生态系统植被-土壤-微生物之间相互作用的潜在机制，提出了利用土壤水分之间的（解）耦合效应框架，有效的提高了表层土壤水模拟深层土壤水的准确性。为气候变化背景下我国大兴安岭兴安落叶松森林生态系统氮循环研究和森林生态水文过程提供了理论支持。
氮是陆地生态系统中植物生长和微生物功能的重要驱动因素，尤其在北方森林生态系统中。大兴安岭地区是我国唯一的北方森林集中分布区，同时也是我国高纬度多年冻土核心区。因此，揭示该地区顶级群落——兴安落叶松林生态系统土壤氮循环有利于加深对多年冻土区森林生态系统结构与功能的认识。
蔡体久教授科研团队以大兴安岭多年冻土区不同类型兴安落叶松林为研究对象（即兴安杜鹃-兴安落叶松林、杜香-兴安落叶松林和藓类-杜香-兴安落叶松林），通过探究植被组成、土壤氮矿化和细菌群落组成之间的关系，深入了解了兴安落叶松林生态系统林下植被组成在土壤氮循环过程中的所发挥的重要作用。研究发现，不同类型兴安落叶松林生态系统土壤氮有效性、土壤氮矿化率、土壤细菌群落组成和微生物量存在显著差异。
结构方程模型结果进一步表明林下植被通过改变土壤细菌群落组成引起土壤微生物量的变化，进而改变土壤氮矿化特征和氮素有效性。这些结果揭示了兴安落叶松林生态系统土壤氮动态的机理，同时也显示出微生物群落在土壤氮循环过程中的重要作用。
（二）兴安落叶松林土壤水分模拟研究进展
森林地区的土壤水分被认为是生态水文过程的一个关键变量，它对植被生长、径流模拟、植被恢复、陆地-大气相互作用以及碳和水循环具有重要影响，尤其是在对气候变化敏感的北方森林生态系统。因此，了解北方森林土壤水分动态对变化环境下的相关生态水文过程评估具有重要意义。本研究基于长时期野外连续观测的兴安落叶松林土壤水分数据(2015-2020)，研究发现：表层和深层土壤水之间的（解）耦合效应显著影响深层土壤水分的模拟精度。耦合范围内的表层土壤水分能够有效的模拟深层土壤水分的动态，而解耦则显著降低了地下土壤水分的模拟准确性。
本研究利用表层和深层土壤水分之间的（解）耦合效应提出了一种重建表层和深层土壤水分之间的耦合时间序列数据的框架，该框架有效提高了深层土壤水分模拟的精度，尤其是在耦合较弱的深度。同时进一步表明在未来的地下土壤水分模拟研究中，应充分考虑土壤水分的（解）耦合效应，这有助于理解土壤的水文过程，改善区域模型和优化相关参数。
东北林业大学林学院博士研究生肖瑞晗和徐志鹏为论文的第一作者，蔡体久教授和满秀玲教授为论文的通讯作者。
原文链接：https://www-sciencedirect-com-443.webvpn.nefu.edu.cn/science/article/pii/S0038071722000293
https://www-sciencedirect-com-443.webvpn.nefu.edu.cn/science/article/pii/S0022169422002098
