论文部分内容阅读
继欧洲和北美之后,中国已成为全球第三大氮沉降区,氮沉降增加会改变土壤碳(C)的循环。本研究通过模拟氮沉降增加(氮添加)对温带森林土壤C循环的早期影响,以期评价森林土壤对全球气候变化的响应。论文以温带森林土壤为研究对象,进行野外氮添加控制实验,分析施氮水平(对照(0kg N-ha-1·y-1)、低氮(50kg N·ha-1·y-1)和高氮(150kg N·ha-1·y-1))和施氮类型(硝态氮、铵态氮、混合态氮)对温带森林土壤C输入(凋落物分解)、C输出(主要是土壤C02排放)及C的迁移转化的影响,并从微生物群落结构和功能(土壤酶活性)的变化来解释其变化机制。主要研究结果如下：1)氮添加对于土壤C输入(凋落物分解)的影响：氮添加具有抑制凋落物分解的趋势,分解速率减慢了9.88%-16.20%,但统计结果不显著。2)氮添加对于土壤C输出(温室气体排放)的影响：对C02来说,氮添加后一年半为转折点,不同水平氮添加从促进C02的排放向对C02排放无显著影响转变。对CH4来说,氮添加对CH4的吸收影响不显著。水热因子解释C02排放通量变异的48-65%,与CH4的相关未达到显著性水平。3)由于硝态氮高氮添加下脲酶活性较低, C02的排放较少,所以除硝态氮高氮外,温带森林土壤进行氮添加后碳汇功能减弱,氮添加后土壤净碳汇能力变化范围为-1908.71～631.23kg C·ha-1,混合态氮低氮添加后土壤碳汇变化最大,硝态氮低氮添加下土壤碳汇变化最小。氮添加对土壤有机C和可溶性有机C含量均无显著影响,高氮添加显著提高土壤微生物量C含量,同时低氮添加显著增加土壤轻组C的含量。4)对于微生物群落结构,微生物总量、细菌量和真菌量随着施氮水平的升高而增加；混合态氮添加显著促进微生物总量、真菌量和放线菌数量。氮添加早期未显著改变土壤微生物群落结构。对于土壤微生物功能(酶活性),低氮添加显著增加脲酶、磷酸酶和多酚氧化酶活性；铵态氮添加显著提高酸性磷酸酶和β-葡萄糖苷酶活性。真菌量和β-葡萄糖苷酶活性可以促进凋落物的分解,而脲酶、磷酸酶和多酚氧化酶活性抑制凋落物的分解。微生物总量、细菌量、脲酶和磷酸酶活性促进C02的输出。