土壤学报

作者：曹子铖，程淑兰，方华军，徐 梦，耿 静，卢明珠，杨 艳，李玉娜

单位：曹子铖，中国科学院大学资源与环境学院；448650877@qq.com,程淑兰，中国科学院大学资源与环境学院；,方华军，中国科学院大学资源与环境学院；fanghj@igsnrr.ac.cn,徐 梦，中国科学院地理科学与资源研究所；xumeng@igsnrr.ac.cn,耿 静，中国科学院地理科学与资源研究所；729429681@qq.com,卢明珠，中国科学院地理科学与资源研究所；igalmz@126.com,杨 艳，中国科学院地理科学与资源研究所；yangyan0911@nwsuaf.edu.cn,李玉娜，中国科学院大学资源与环境学院；2954951964@qq.com,

关键词：大气氮沉降;SOC物理分组;微生物群落组成;非线性响应;温带针阔混交林

基金：国家自然科学基金项目（31770558，41977041，41907036）和中国科学院战略先导专项（XDA2002040203，XDA23060401）

森林生态系统土壤有机碳（soil organic carbon, SOC）转化和碳储量动态对大气氮沉降增加的响应是具有特异性的，取决于土壤初始氮状态、施氮类型、剂量与持续时间。过去相关研究主要集中在无机氮沉降效应方面，对有机氮沉降如何影响温带针阔混交林SOC及其组分含量尚不清楚，鲜有研究关注氮素富集条件下SOC变化的微生物学机制。以长白山温带针阔混交林为研究对象，设置4个尿素添加水平（0、40、80、120 kg?hm-2?a-1。以N计,下同）的原位控制试验。施肥三年后，采集0～10 cm矿质层土壤样品，测定土壤不同形态氮含量、土壤团聚体比例和不同粒径SOC含量；利用磷脂脂肪酸（PLFA）技术测定土壤微生物不同种群相对丰度与群落结构，探讨SOC含量变化与微生物群落变化之间的相关关系。结果表明，施氮三年显著增加了土壤NO3--N、DON和TN含量，土壤酸化明显。施氮虽然未显著增加表层土壤总SOC含量，但是显著增加活性SOC组分（颗粒态有机碳和团聚体结合态有机碳）含量，增幅介于27.5%～96.3%，导致SOC组分发生累积的大气氮沉降临界负荷为80 kg?hm-2?a-1。SOC含量的变化（ΔSOC）与团聚体结合态有机碳、颗粒态有机碳含量的变化正相关。除好氧细菌丰度外，施氮总体上未改变微生物种群丰度，但是显著改变了微生物的群落结构，革兰氏阳性细菌/革兰氏阴性细菌（G+/G-）丰度比例增加而好氧/厌氧细菌（A/AN）丰度比例下降。有机氮富集倾向于促进温带针阔混交林土壤团聚体的形成，局域产生厌氧微环境，好氧/厌氧细菌（A/AN）丰度比例下降。活性SOC组分含量、土壤团聚体百分比和微生物PLFA丰度之间显著相关，暗示微生物群落结构与SOC积累和稳定之间关系密切。上述研究结果表明，氮素富集会改变温带针阔混交林土壤微生物群落结构，进而导致土壤碳积累。

来源：2020年第4期

《土壤学报》期刊编辑部

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