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本研究以中亚热带杉木幼林对照样地和增温样地中藻类结皮覆盖和裸地0-5 cm表层土壤为研究对象,添加15N同位素,通过室内短期模拟增温及光照,研究土壤氮素转化速率及N20排放通量对增温、生物土壤结皮、光照的响应。主要结论如下:(1)增温显著的增加了土壤总矿化速率和总硝化速率。有无增温总矿化速率与土壤矿质氮尤其是藻类结皮覆盖土壤的矿质氮呈显著负相关,与有机质含量尤其是藻类结皮覆盖土壤的有机质呈显著正相关,与NAG酶活性呈显著正相关;有无增温的总硝化速率与SOC尤其是藻类结皮覆盖土壤SOC呈显著正相关,与amoA基因丰度、总矿化速率呈显著正相关。表明增温通过降低土壤矿质氮含量,增加有机质、NAG活性、SOC、amoA基因丰度及总矿化速率增加总矿化速率和总硝化速率。(2)藻类结皮增加了对照土壤总矿化速率,但是差异不显著,显著的降低了增温藻类结皮覆盖土壤总矿化速率;藻类结皮降低了土壤总硝化速率。增温有无藻类结皮覆盖土壤总矿化速率与有机质呈显著正相关;有无藻类结皮总硝化速率与藻类结皮覆盖土壤有机质、pH值呈显著正相关,与DOC含量呈显著负相关。表明藻类结皮覆盖土壤不能为硝化微生物的繁殖提供能量、底物及适宜的生存环境,进而抑制硝化作用的进行。(3)增温和结皮降低了土壤NH4+-N固定速率:增温增加了N 3O-N固定速率,藻类结皮降低了 NO3--N固定速率。有无增温土壤N03--N固定速率与总硝化速率呈显著正相关,有无藻类结皮覆盖土壤NO3--N固定速率与土壤C/N呈显著正相关,意味着增加土壤硝化速率、C/N可以提高NO3--N固定速率。(4)由于增温降低的NH4+-N固定速率幅度低于增加的NO3--N固定速率,故增温增加了土壤对无机氮的固定能力,而藻类结皮削弱了土壤对无机氮的固定能力。然而由于结皮的生态功能及亚热带特有的气候特点使得增温增加了土壤无机氮被淋溶的潜在风险,藻类结皮降低了土壤无机氮被淋溶的风险。(5)所有处理在培养期间N20排放通量的变化趋势一致,表现为先增加后降低,但出现最高值的时间不同。对照所有处理及增温裸地土壤N20排放通量在24 h达到最高,增温处理结皮覆盖土壤N20排放通量最高值比较滞后,出现在48h。(6)增温总体上抑制了 N20排放通量;藻类结皮显著地抑制了 N20排放通量,通过相关分析发现暗、光交替下N2O平均通量与NO3--N、SOC、C/N、pH呈显著正相关。光照对N2O排放通量产生显著的影响,光照条件下藻类结皮进行光合作用,抑制N20排放通量,黑暗条件下光合作用减弱甚至停止,促进N2O排放通量。(7)来源于NO3--N的N2O主要有纯合的46[N2O]和杂合的45[N2O]两种分子组成,在本实验中虽然杂合45[N2O]分子占的比例比较小,但是对反硝化的贡献不可忽视。