長期氮磷添加對青藏高原高寒草甸土壤微生物呼吸及其溫度敏感性的影響.pdf

1、土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)最大的碳庫，土壤微生物呼吸每年釋放大約60 Pg碳(C)到大氣中。大量研究表明，隨著溫度的增加，土壤微生物呼吸呈指數(shù)級增加。青藏高原作為陸地生態(tài)系統(tǒng)一個重要的碳庫，在維系全球碳循環(huán)方面有不可或缺的作用。由于該地區(qū)海拔高再加上寒冷的環(huán)境，導(dǎo)致其極端環(huán)境下的植被及土壤對氣候變化的響應(yīng)極為敏感。目前較少的研究涉及青藏高原東北邊緣地區(qū)氮磷添加條件下土壤微生物呼吸及其溫度敏感性的變化情況。本研究依托蘭州大學(xué)高寒草甸與濕地生態(tài)系統(tǒng)

2、定位研究站，設(shè)置的施肥處理包括:N0（不施肥）、N5(施氮量5 g m-1)、N15(施氮量15 g m-1)、P0（不施肥）、P2(施磷量2 g m-1)、P8(施磷量8 g m-1)、NP0（不施肥）、NP60(施肥量60 g m-1)、NP120(施肥量120 g m-1)。研究不同施肥處理條件下，土壤微生物呼吸及其溫度敏感性的變化情況，同時通過實(shí)驗分析探討影響其變化的原因或者機(jī)制，為青藏高原土壤碳循環(huán)研究提供支持。研究結(jié)果如下:

3、
　　1)長期施加氮肥和氮磷混施條件下，可以顯著增加土壤速效氮含量(P＜0.05），施加磷肥可以顯著增加土壤速效磷的含量(P＜0.05）。
　　2)長期施加氮肥和氮磷混施條件下，青藏高原高寒草甸土壤微生物呼吸速率受到抑制，且隨著施肥量的增加而減小(P＜0.05）;而磷添加處理，土壤微生物呼吸速率在培養(yǎng)溫度較高的環(huán)境中(15℃、25℃)，施加磷肥顯著增大了土壤呼吸速率(P＜0.05)，而施磷量對速率并沒有顯著影響(P＞0.05

4、）。
　　3)長期施加氮肥和氮磷混施處理，土壤呼吸累積碳釋放量隨著施肥量的增加，表現(xiàn)出顯著下降(P＜0.05），且施肥量越大，差異越顯著;而長期施加磷肥顯著增大土壤呼吸累積碳釋放量(P＜0.05），而施磷肥處理間差異并不顯著(P＞0.05）。
　　4)長期施加氮肥和氮磷混施處理，土壤微生物呼吸在較低溫度條件下具有較高的溫度敏感性(Q10);而長期磷添加處理，土壤呼吸溫度敏感性在施肥條件下顯著增加(P＜0.05)，但是施肥處理

5、間差異不顯著。
　　5)長期施加氮肥處理，明顯降低了革蘭氏陽性菌的數(shù)量(P＜0.05），而對總PLFAs并沒有顯著影響(P＞0.05）;長期施加磷肥，顯著降低了土壤中革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌、真菌和叢枝菌根真菌的含量，但對總PLFAs并沒有顯著影響(P＞0.05）;長期氮磷混施實(shí)驗，施肥處理顯著降低了革蘭氏陰性菌、真菌、從枝菌根真菌的含量(P＜0.05)，總PLFAs量也表現(xiàn)出明顯差異，施肥處理顯著降低了其含量(P＜0.05），

6、且表現(xiàn)出隨著施肥量增加而降低的趨勢。
　　6)通過核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)分析，施氮、施磷、氮磷混施處理，易分解有機(jī)碳組分所占比例減少，有機(jī)碳芳香性和酯化度增加，難分解性增加。
　　綜上所述，青藏高原高寒草甸土壤異養(yǎng)呼吸溫度敏感性對不同施肥處理的響應(yīng)不同。從本研究的試驗結(jié)果表明，氮添加抑制土壤微生物呼吸，磷添加刺激土壤呼吸;施加氮肥和氮磷混施二者可能通過改變?nèi)郝浣Y(jié)構(gòu)和土壤有機(jī)碳