【摘 要】
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硫沉降是全球酸沉降的主要贡献者,对陆地生态系统结构和功能产生较多的负面影响,是环境科学、全球变化生态学和生态系统生态学研究的热点问题。中国东北草甸草原区在近20年间硫沉降量约增加一倍,由硫沉降导致的土壤酸化及其对草原土壤-植物系统碳周转和养分循环的影响尚缺乏系统性的研究资料。本文依托内蒙古额尔古纳草甸草原2019年设立的硫添加(0、1、2、4、6、8、10 t S hm-2)模拟土壤酸化实验,系统
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目:“硫添加对典型草甸草地土壤养分有效性和植物物种多样性的影响（31870441,2019-2022）”； 国家自然科学基金面上项目:“草甸草原土壤酸化对植物根系氮素再循环的影响（32071563,2021-2024）”；
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硫沉降是全球酸沉降的主要贡献者,对陆地生态系统结构和功能产生较多的负面影响,是环境科学、全球变化生态学和生态系统生态学研究的热点问题。中国东北草甸草原区在近20年间硫沉降量约增加一倍,由硫沉降导致的土壤酸化及其对草原土壤-植物系统碳周转和养分循环的影响尚缺乏系统性的研究资料。本文依托内蒙古额尔古纳草甸草原2019年设立的硫添加(0、1、2、4、6、8、10 t S hm-2)模拟土壤酸化实验,系统研究了硫的氧化速率,土壤酸化特征,土壤理化性质,养分有效性和化学计量比,以及不同植物物种养分吸收和元素化学计量比。得到如下主要结果:（1）外源硫对草甸草原土壤的硫氧化速率有影响,且随着外源硫的量增加其氧化速率降低;硫添加显著降低土壤p H值,显著增加土壤电导率（EC）。增加表土全S及土壤水溶性S、吸附性S、难溶性S等3种形态的无机S含量,3种形态的无机S组分均与土壤p H显著负相关,与土壤电导率显著正相关。S的氧化速率随S添加量的增加而降低,外源S添加主要氧化为植物可利用态的Ca Cl2浸提态无机S（水溶性和弱吸附性S）和Ca（H2PO4）2浸提态无机S（强吸附性S）,而氧化为HCl浸提态无机S（难溶性S）的比例很低。（2）硫添加提高土壤交换性H+、Al3+及交换性酸总量;硫添加显著降低以参比p H为4.0的土壤酸中和容量(ANCp H4.0);硫添加量处理下的土壤溶液初始p H（6.27–4.26）降低1个p H单位的ANC（亦可称之为土壤酸缓冲容量）随硫添加量的增加而增加,表明土壤酸缓冲体系由交换性盐基体系向交换性盐基与铁铝氧化物体系转变;土壤酸化降低了交换性盐基离子(Ca2+、Mg2+、K+、Na+)含量,以及交换性Ca/Mg、交换性Ca/K的值。（3）硫添加对土壤全量C、N、P无显著影响,但土壤酸化显著提高了土壤有效磷和有效硫含量;硫添加显著提高了土壤微量金属元素Fe、Mn、Cu、Zn的活性,有效态微量金属元素Fe、Mn、Cu与p H呈显著负相关,与EC之间正相关。土壤有效态Fe/Mn随硫添加量的增加而下降,而Mn/Zn、Mn/Cu显著升高。（4）土壤酸化对草甸草原优势植物羊草、针茅、寸草苔的C、N含量无显著影响,S含量增加,P含量降低;硫添加显著升高植物N/P比,降低P/S比和N/S硫比;草甸草原优势植物盐基元素吸收对土壤酸化存在差异性响应,如土壤酸化增加羊草Ca/Mg,增加寸草苔Mg/K,降低羊草Mg/K。土壤酸化对不同植物物种微量元素吸收产生显著影响,植物对Mn的吸收显著增加,对Fe的吸收受到抑制,植物微量元素化学计量比亦因土壤酸化而发生显著改变。
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