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川西亚高山地处青藏高原东缘,森林植被种类丰富且对气候变化非常敏感。增温引起的冬季雪况改变可能对该区域森林土壤氮循环产生深刻影响,从而影响区域内生态系统生产力及生物多样性分布。作为当前生态学研究热点,科学家对冬季土壤氮循环过程进行了大量研究,但都主要集中在高纬度苔原和森林生态系统,而对于全球雪被分布中具有明显特性的川西亚高山森林研究仍不充分。相比于其他雪被覆盖生态系统,青藏高原东缘高山林区季节性雪被具有降雪周期短,雪被融化早,降雪量相对较少,以及年际间波动较大等特点。那么,雪况改变对该区域土壤氮循环过程的影响可能会有所不同。鉴于此,本研究于2015年10月中旬在川西亚高山云杉针叶林内,通过遮雪棚法去除冬季积雪,研究了雪被去除对川西亚高山云杉林冬季三个关键时期(雪被初期(ESC),深雪被期(DSC)和雪被融化期(SCM))土壤氮库,微生物群落结构和氮转化酶活性的影响。主要研究结果如下:1.川西亚高山冬季雪被具有明显的动态特征且对土壤温度具有显著的调控作用。不同雪被条件土壤温度差异较大但变化趋势相似度较高。土壤与空气温度变化趋势一致,但相对空气温度,土壤温度变化略微滞后。冬季季节性雪被具有较强的绝热能力和低热传导率,有利于土壤温度保持稳定并有效减缓空气与土壤之间的热量流动。空气温度对土壤温度及冻结状况的影响随着土壤深度的增加而逐渐减弱,雪被去除样方整个冬季0,5,10,20 cm土壤平均温度分别为-1.16,-0.02,0.21和0.36℃,对照样方相同土壤深度平均温度则为-0.04,0.32,0.54和0.52℃,此外,雪被去除使得0,5,10,20 cm土壤最低温度分别降低7.33,2.10,1.17和0.75℃。季节性积雪显著影响冬季土壤冻结状况,雪被去除使得0,5,10和20 cm深度土壤冻结时间分别缩短19,16,11和2 d,但使冻融循环次数分别增加39,12,6和1次。2.不同雪被条件土壤活性氮库具有明显的动态变化特征,但却因氮素形态的不同而存在较大差异。土壤铵态氮(NH4+-N),硝态氮(NO3--N)及可溶性有机氮(DON)峰值均出现在SCM期。雪被去除有助于土壤活性氮库的积累,在整个冬季,雪被去除使得NH4+-N,NO3--N及DON含量平均分别增加38.6%,23.5%和57.3%。整个冬季,雪被覆盖样方NO3--N平均含量为70.88 mg/kg,相反,对照样方NH4+-N平均含量仅为35.92 mg/kg,表明该区域活性氮库以硝态氮为主体。3.雪被去除对土壤氮矿化速率的影响随采样时期存在动态变化,并在SCM期出现显著性差异(P<0.05)。频繁的冻融循环有助于地表凋落物及植物根系的分解,雪被去除样方和对照样方土壤硝化速率和矿化速率最大值均出现在DSC期。雪被去除使得ESC期,DSC期和SCM期土壤硝化速率分别提高22.8%,17.2%和83.4%。冬季土壤氮矿化过程主要依靠硝化作用,且土壤净硝化速率变化趋势与净氮矿化速率保持基本一致。4.雪被去除能明显调控土壤微生物群落结构,但却因微生物群落种类不同而分异。雪被去除使得ESC期和DSC期土壤微生物生物量碳(MBC)含量分别增加35.49%和39.42%并具有显著性差异(P<0.05)。土壤微生物生物量氮(MBN)对雪况变化反应较为迟钝,整个冬季MBN含量呈先下降后升高的变化趋势,并在DSC期呈现最低值。土壤MBC:MBN变化趋势与MBC相似,即在ESC期和DSC期出现显著性差异(P<0.05)但却在SCM期出现小幅下降。5.整个冬季雪被去除对土壤氮转化酶活性(脲酶(URA),硝酸还原酶(NARA)和亚硝酸还原酶(NIRA))产生不同程度的抑制作用。雪被去除在DSC期显著降低了土壤URA,NARA则在DSC期和SCM期出现显著性下降。与NARA变化趋势相似,雪被去除同样在DSC期显著降低了NIRA。综上所述,雪被去除降低了川西亚高山云杉针叶林土壤温度,并导致更为频繁的冻融循环。该过程导致地表凋落物分解加速,提高了植物根系死亡率并对土壤团聚体及土壤微生物群落结构造成重要影响,进而调控该区域冬季土壤有机氮的矿化以及反硝化过程,此外,该区域冬季土壤氮含量较高,微生物群落活性较强并存在着以硝化为主的土壤氮矿化过程。因此,未来气候变化条件下所引发的雪况改变将通过影响土壤化学性质,水热环境,微生物群落结构以及相关转化酶活性等途径调控川西亚高山森林冬季土壤氮转化过程。