降水量变化及氮添加下荒漠草原土壤有机碳及其易分解组分研究

作     者：马煦晗 黄菊莹 余海龙 韩翠 李冰 

作者机构：西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室宁夏大学生态环境学院 宁夏大学地理科学与规划学院 

出 版 物：《植物生态学报》 (Chinese Journal of Plant Ecology)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：宁夏自然科学基金(2022AAC02012) 国家自然科学基金(32160277和32371632) 

主　　题：半干旱区 降水格局 氮沉降 土壤碳排放 土壤碳稳定性 

摘      要：土壤有机碳（C）库在稳定陆地C循环和调节全球气候等方面扮演着重要角色。该研究基于2017年设立于宁夏荒漠草原的降水量变化（–50%、–30%、自然、+30%、+50%）及氮（N）添加(0和5 g·m–2·a–1)的两因素野外实验,探讨了处理4年后, 0-60 cm土壤有机C特征（含量、储量、组分）的变化规律和影响因素,以期为科学预测全球变化下半干旱区草原C汇功能提供数据支撑。N添加对土壤有机C特征影响较小。相比之下,降水量改变了有机C特征,且其影响程度依赖于N水平和土层深度。就整个0-60 cm而言,与自然降水量相比, 0 g·m–2·a–1N添加下,增减降水量对有机C特征影响较小; 5 g·m–2·a–1N添加下,减少30%降水量显著提高了易氧化有机C和溶解性有机C含量,增加30%降水量显著提高了颗粒有机C和轻组有机C含量。有机C含量及其储量与土壤含水量、纤维二糖水解酶、碱性磷酸酶活性正相关,与土壤NO3–-N含量负相关。易氧化有机C、颗粒有机C和轻组有机C含量与土壤亮氨酸氨基肽酶活性正相关,与微生物生物量N含量负相关。溶解性有机C和微生物生物量C含量则与以上3个指标呈相反的关系。研究结果表明,N添加下,降水量改变对土壤有机C含量及其储量影响较小,但适度增减降水量会通过改变土壤含水量、N有效性、酶活性以及植物群落优势度等途径降低有机C稳定性,从而导致荒漠草原土壤C排放风险增加。