氮沉降下纳帕海草甸植被与土壤变化对微生物生物量碳氮的影响

作     者：吕晶花 赵旭燕 陆梅 李聪 杨志东 刘攀 陈志明 冯峻 LYU Jinghua;ZHAO Xuyan;LU Mei;LI Cong;YANG Zhidong;LIU Pan;CHEN Zhiming;FENG Jun

作者机构：西南林业大学生态与环境学院昆明650224 云南省高原湿地保护修复与生态服务重点实验室昆明650224 纳帕海省级自然保护区管护局云南迪庆674400 中国林业科学研究院高原林业研究所昆明650233 云南省林木种苗工作站昆明650215 

出 版 物：《应用生态学报》 (Chinese Journal of Applied Ecology)

年 卷 期：2023年第34卷第6期

页      面：1525-1532页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金地区科学基金项目(42067011) 云南省应用基础研究面上项目(202001AT070113) 云南省中青年学术技术带头人后备人才项目(202205AC160047) 云南省高原湿地保护修复与生态服务重点实验室开放基金项目(202105AG070002)资助。 

主　　题：纳帕海 高寒草甸 氮沉降 微生物生物量碳 微生物生物量氮 土壤理化性质 

摘      要：为探明高原草甸土壤微生物对短期氮沉降的响应,以纳帕海典型高寒草甸云雾薹草群落为对象,野外原位布设低氮(5 g N·m^(-2)·a^(-1))、中氮(10 g N·m^(-2)·a^(-1))和高氮(15 g N·m^(-2)·a^(-1))3种施氮处理,研究氮沉降引起高寒草甸植物多样性及土壤性质变化对微生物生物量碳氮的影响。结果表明:氮添加显著增加土壤微生物生物量碳氮及其熵值,中氮处理下微生物生物量碳增量最高,达139.3%;微生物生物量碳氮的垂直变化表现为沿土层显著降低,降幅为24.1%~75.1%。氮添加显著提高群落地上生物量,降低Shannon和Simpson多样性,变幅达6.6%~65.4%;氮添加显著降低土壤pH,增加土壤有机质、全氮、铵态氮和硝态氮含量,且在中氮处理下变幅(7.0%~511.1%)最大;土壤pH随土层加深而增大,而其他理化指标则沿土层加深而显著减少,变幅达19.5%~91.2%。结构方程模型表明,土壤铵态氮、硝态氮和有机质对微生物生物量起促进作用,而土壤pH和植物群落Shannon指数对其具有负效应;植物和土壤理化性质共同解释微生物生物量碳氮及其熵55%~77%的变化,其中土壤理化性质对微生物生物量碳氮及其熵的效应值最高(0.56~0.95),其次是植物群落多样性和生物量。因此,氮沉降主要通过提高地上生物量及土壤碳氮养分的可利用性而增加土壤微生物生物量碳氮及其熵,但高氮处理导致土壤酸化及植物多样性降低,而对其产生一定的抑制效应。