長期氮磷添加對(duì)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(jí)增加。青藏高原作為陸地生態(tài)系統(tǒng)一個(gè)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(duì)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?xiàng)l件下，土壤微生物呼吸及其溫度敏感性的變化情況，同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)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(duì)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(duì)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(duì)總PLFAs并沒有顯著影響(P＞0.05）;長期氮磷混施實(shí)驗(yàn)，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(shì)。
　　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(duì)不同施肥處理的響應(yīng)不同。從本研究的試驗(yàn)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