短期氮添加对黄山松林土壤碳组分的影响及其微生物机制

作者:戴辉; 周嘉聪; 曾泉鑫; 元晓春; 崔琚琰; 孙雪琦; 苏先楚; 李伟鹏; 陈岳民*
来源:环境科学学报, 2022, 42(09): 291-300.
DOI:10.13671/j.hjkxxb.2022.0023

摘要

人类活动和大气沉降增加了陆地生态系统氮的输入,显著改变了生态系统碳循环 .为了更好地理解氮沉降如何调节森林土壤有机碳组分动态,及其潜在的微生物机制 . 本研究在福建戴云山黄山松林设置 3 个氮添加梯度(对照(0 kg·hm-2·a-1)、低氮(40 kg·hm-2·a-1)、高氮(80kg·hm-2·a-1))以模拟氮沉降 .通过测定土壤基本理化性质、土壤微生物生物量、酶活性和碳利用效率,利用两步硫酸水解法将土壤有机碳分为量小、周转快的活性碳组分和量大、周转慢的惰性碳组分,以探究两年氮添加对亚热带黄山松土壤有机碳组分的影响 .与对照相比,氮添加显著降低 0~10 cm 土壤活性碳组分含量,增加土壤惰性碳含量 .氮添加提高了参与碳、氮和磷获取的 3种水解酶活性(β-葡萄糖苷酶、β-N-乙酰氨基酸葡糖苷酶、酸性磷酸单酯酶),并显著降低了土壤微生物碳利用效率 .冗余分析和随机森林模型表明,土壤微生物碳利用效率、微生物生物量和 β-葡萄糖苷酶是影响土壤碳组分变化的主要因子,且土壤微生物碳利用效率与活性碳呈显著正相关,与惰性碳呈显著负相关;微生物生物量碳与活性碳呈显著正相关,与惰性碳无显著关系 .综上所述,土壤微生物生物量减少、碳利用效率的下降导致活性碳组分含量减少,而惰性碳组分含量增加,进而提高黄山松林土壤有机碳的稳定性 .

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