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近年来,氮沉降(活性氮)增加及其带来的负面影响是我们所面临的最重要的挑战之一。大气氮沉降已从发达地区,迅速扩展到全球范围,极大干扰了氮循环。活性氮进入到森林生态系统后,大部分保留在土壤中,在土壤微生物的作用下进行一系列的转化与循环。土壤微生物对氮素的固持是森林生态系统氮维持的主要机制,然而,活性氮在土壤中的微生物转化过程及其影响因素还缺乏深入认识。这限制了对活性氮所诱导的氮素生物地球化学循环过程的变化进行科学评价。本研究以长白山温带阔叶红松林森林土壤和广东省鼎湖山季风常绿阔叶林森林土壤为研究对象,采用室内模拟和稳定同位素示踪、“新”“老”化合物区分技术相结合的方法,以15N-活性氮(15NH4NO3和NH415NO3)向土壤微生物细胞壁残留物(氨基糖)的同化过程为契机,系统研究不同森林土壤中活性氮的微生物同化过程以及碳底物有效性的影响。揭示森林土壤中活性氮的微生物同化机制以及碳氮协同作用机制。为科学评估我国森林土壤活性氮的存留机制提供科学依据。 本研究主要内容包括:⑴单独添加活性氮对两种土壤中的总氨基糖和氨基葡萄糖含量的积累都没有影响,但是两种土壤中胞壁酸含量对外源氮素添加响应不同,其中长白山O层土壤中添加氮素对胞壁酸含量的影响不明显,但是在鼎湖山0-10cm土壤中,前期促进对胞壁酸的积累,而在后期这种促进作用相对减弱。⑵凋落物与活性氮同时添加时不能影响两种土壤中总氨基糖和氨基葡萄糖含量的积累,但是对细菌细胞壁残留物胞壁酸的影响不同,促进长白山O层土壤中0.5N处理细菌细胞壁残留物胞壁酸含量的积累,却对不利于鼎湖山0-10cm土壤中胞壁酸含量的积累。⑶两种土壤中微生物均能够利用外源活性氮合成自身的细胞壁物质-氨基糖,并且真菌对NH4+的利用能力大于NO3-。两种土壤中微生物对不同氮素添加量的响应不同,真菌对低量氮素的转化能力较大,而长白山土壤中高氮有利于细菌对氮素的转化,鼎湖山土壤中低氮有利于细菌转化。凋落物添加促进了两种土壤中微生物对外源氮素的利用能力,其中长白山土壤中培养前期的促进作用较大,而鼎湖山土壤培养后期的促进作用较大。表明土壤中底物有效性能够影响活性氮向土壤真菌和细菌残留物的转化。⑷长白山O层土壤中活性氮来源的15N-氨基糖总量、15N-氨基葡萄糖和15N-胞壁酸的含量均大于鼎湖山0-10cm土壤,说明有机质含量较高的长白山O层土壤微生物对活性氮的截获能力大于有机质含量相对较低的鼎湖山0-10cm土壤。⑸从15N-GluN/15N-MurN的比值可以看出,培养前期真菌对土壤氮素的转化贡献较大,后期细菌的贡献大于真菌,说明活性氮的加入改变了土壤中的微生物群落结构,并且随着培养时间的增加微生物群落结构以真菌为主体的结构向以细菌为主体的结构转变。