氮添加量和施氮频率对温带半干旱草原土壤呼吸及组分的影响.pdfVIP

植物生态学报 2020, 44 (10): 1059–1072 DOI: 10.17521/cjpe.2020.0171 Chinese Journal of Plant Ecology 氮添加量和施氮频率对温带半干旱草原土壤呼吸 及组分的影响 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1 1,2 杨 泽 嘎玛达尔基 谭星儒 游翠海 王彦兵 杨俊杰 韩兴国 陈世苹1,2* 1 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室, 北京 100093; 2 中国科学院大学, 北京 100049 摘 要 日益加剧的氮沉降已经对陆地生态系统生产力和碳循环过程产生了显著影响。草原生态系统近90%的碳储存在土壤 中, 明确土壤呼吸及其组分对氮添加的响应对评估大气氮沉降背景下草原生态系统碳平衡和土壤碳库稳定性是非常重要的。 以往关于草原土壤呼吸对氮沉降响应的理解多是基于短期(5年)和低频(每年1–2次)氮添加实验研究, 而关于长期氮添加和 不同施氮频率对土壤呼吸及其组分的影响尚缺乏实验证据。该研究基于2008年建立在内蒙古半干旱草原的长期氮添加实验平 台, 包括6个氮添加水平和2个施氮频率处理, 通过连续两年(2018–2019年)土壤呼吸及其组分的测定, 发现: 1)氮添加显著降 低了土壤总呼吸速率(R ), 且R 下降程度随着氮添加量的增加而增强。土壤异养呼吸速率(R ) 的显著下降是R 下降的主要原 s s h s 因。2)不同氮添加频率并未显著影响土壤呼吸及其组分对氮添加处理的响应。3)长期氮添加造成的土壤酸化降低了土壤微生 物活性并改变了微生物群落结构(真菌/细菌比), 进而导致土壤呼吸及其异养组分呈现显著的负响应。以上结果表明, 长期 (10年)氮添加对土壤地下碳循环过程的抑制作用非常明显, 特别是异养呼吸组分的下降会降低土壤有机碳分解速率, 有助 于土壤碳库稳定性的维持。同时, 随着氮添加处理时间的延长, 不同施氮频率影响效应的差异减弱, 表明目前长期的低频氮 添加实验监测数据可以为评估自然生态系统对大气氮沉降的响应提供较为可靠的参考。 关键词 长期氮添加; 施氮频率; 土壤呼吸; 自养呼吸; 异养呼吸 杨泽, 嘎玛达尔基, 谭星儒, 游翠海, 王彦兵, 杨俊杰, 韩兴国, 陈世苹 (2020). 氮添加量和施氮频率对温带半干旱草原土壤呼吸及组分的影响. 植物 生态学报, 44, 1059–1072. DOI: 10.17521/cjpe.2020.0171 Effects of nitrogen addition amount and frequency on soil respiration and its components in a temperate semiarid grassland 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1 YANG Ze , GAMADAERJI , TAN Xing-Ru , YOU Cui-Hai , WANG Yan-Bing ,