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江西武功山山地草甸,不仅分布基准海拔低(海拔1 5001 900 m),而且面积广,是重要的气候变化指示植被,其土壤也是巨大的碳(C)库和氮(N)库。然而,由于人为干扰以及自然因素,武功山草甸在秋冬季草本枯黄时期,都会经历不同程度,不同范围的火烧。此外,全球变化,如气候变暖和N沉降加剧,直接或间接地影响着山地草甸生态系统的健康和稳定。因此,在全球气候变暖和N沉降加剧的背景下,探索山地草甸火干扰后生物质炭残留,尤其是混合生物质炭残留对土壤C、N循环以及养分波动的影响,有助于我们进一步了解山地草甸土壤生态系统对气候变化的响应机制。本试验通过采集武功山草甸优势物种禾本科芒属芒(Miscanthus sinensis,之后简称为“芒”)和野古草属毛秆野古草(Arundinella hirta(Thunb.)Tanaka,之后简称为“野古草”)混生地带的混合土壤和其地上植被,将地上植被分别制成芒和野古草生物质炭(450°C,1h)。使用4种温度梯度(10、15、20、25°C)和N(NH4NO3)添加(对照vs.6 g N m-2)分别模拟气候变暖和N沉降加剧;用生物质炭添加(对照,芒炭,芒和野古草混合炭,野古草炭)来模拟火烧后的残留炭输入。采用室内培养试验的方式,在第1,3,8,13,18,23,28,37,46,55,64,75和89天测定土壤温室气体二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)排放速率,在第93天测定土壤净氨化、硝化、N矿化速率。结果表明:1)生物质炭添加(Char vs.CK)增加平均N2O排放速率/累积N2O排放量、减少平均CO2排放速率/累积CO2排放量、减弱平均CH4吸收速率/累积CH4吸收量;在平均N2O排放速率方面,对照<(芒炭=混合炭)<野古草炭;在平均CO2排放速率方面,对照<(混合炭=野古草炭),3种炭之间无差异;平均CH4吸收速率/累积CH4吸收量方面,CK>芒炭>混合炭>野古草炭;在累积N2O排放量方面,野古草炭>混合炭>对照,混合炭=芒炭=对照;在平均CO2排放量方面,对照<芒炭<(混合炭=野古草炭)。2)氮沉降增加平均N2O排放速率。3)在累积N2O排放量温度敏感性方面,(芒炭=混合炭=野古草炭)>对照生物质炭;在累积CO2排放量温度敏感性方面,对照和芒炭>野古草炭,混合炭与其他生物质炭处理之间无显著差异。4)氮沉降对累积N2O和CO2排放量温度敏感性无显著影响(P>0.05)。5)土壤平均累积CO2和CH4排放量存在非加和效应,即其观测值(混合炭)与预测值(“芒炭+野古草炭”/2)具有显著差异(P<0.05)。6)生物质炭添加(Char vs.CK)增加平均净硝化和氨化速率,降低平均净N矿化作用;在平均净硝化速率方面,对照>3种生物质炭;在平均净氨化速率方面,野古草>混合>(芒=对照),且都为负值;在平均净N矿化速率方面,芒炭<(CK=混合炭=野古草炭)。7)氮沉降降低平均净氨化和N矿化速率。8)土壤累积N2O排放量和土壤净硝化和N矿化速率具有显著的正相关关系(P<0.05)。综上所述,生物质炭添加虽然促进了土壤N2O的排放,但降低了土壤N2O排放的温度敏感性;减少了土壤CO2的排放和净硝化速率。N添加虽然增加了N2O排放,但降低了土壤净氨化和N矿化速率。因此,当预测火干扰对山地草甸土壤C、N循环,特别是温室气体排放潜力的影响,要充分考虑气候变暖和N沉降等全球气候变化外界因素。