外源输入氮素在藓类生物土壤结皮中各氮组分的分配特征与归趋途径

作者：姚小萌; 肖波^*; 王国鹏; 李胜龙; 田乐乐; 孙福海

来源：应用生态学报, 2020, 31(08): 2653-2662.

DOI：10.13287/j.1001-9332.202008.024

• 生物结皮
• 稳定同位素示踪
• 全氮
• 微生物生物量氮
• 可溶性有机氮
• 氮周转率

针对黄土高原典型藓类生物结皮,以无结皮裸地为对照,通过野外原位同位素标记试验,在标记后1～30 d连续取样测定,示踪外源添加15N在生物结皮中各氮组分的分配特征,并分析15N在土壤-微生物-藓植株中的归趋途径,对比揭示生物结皮对土壤氮循环的影响。结果表明:1)生物结皮的全氮、微生物生物量氮、可溶性有机氮中15N含量分别平均比裸地高2.9、17.5、9.0倍,且藓植株固定的15N含量高达4.73 mg·kg-1。2)生物结皮的15N残留率平均为13.0%,其氮固持能力是裸地(3.3%)的4.0倍;生物结皮中各组分15N占全氮的比率依次为微生物生物量氮(54.3%)>藓植株氮(22.5%)>可溶性有机氮(6.2%),而裸地则为微生物生物量氮(11.5%)>可溶性有机氮(2.6%),显示生物结皮中微生物和藓植株的氮固持能力合计比裸地高65.3%。3)生物结皮中微生物生物量15N的转移量和库容量分别比裸地高17.2和20.5倍,但其周转率为每月5.8次,低于裸地的每月7.2次,其周转期是裸地的1.2倍。综上,与无结皮裸地相比,生物结皮具有更高的氮固持能力,同时能够改变土壤各氮组分的分配率,因此,在干旱生态系统土壤氮循环过程中具有重要作用。

• 单位
  黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室; 中国科学院水利部水土保持研究所; 中国农业大学