針對黃土高原典型蘚類生物結(jié)皮,以無結(jié)皮裸地為對照,通過野外原位同位素標(biāo)記試驗,在標(biāo)記后1～30 d連續(xù)取樣測定,示蹤外源添加¹⁵N在生物結(jié)皮中各氮組分的分配特征,并分析¹⁵N在土壤-微生物-蘚植株中的歸趨途徑,對比揭示生物結(jié)皮對土壤氮循環(huán)的影響。結(jié)果表明:1)生物結(jié)皮的全氮、微生物生物量氮、可溶性有機(jī)氮中¹⁵N含量分別平均比裸地高2.9、17.5、9.0倍,且蘚植株固定的¹⁵N含量高達(dá)4.73 mg·kg^-1。2)生物結(jié)皮的¹⁵N殘留率平均為13.0%,其氮固持能力是裸地（3.3%）的4.0倍;生物結(jié)皮中各組分¹⁵N占全氮的比率依次為微生物生物量氮（54.3%）>蘚植株氮（22.5%）>可溶性有機(jī)氮（6.2%）,而裸地則為微生物生物量氮（11.5%）>可溶性有機(jī)氮（2.6%）,顯示生物結(jié)皮中微生物和蘚植株的氮固持能力合計比裸地高65.3%。3)生物結(jié)皮中微生物生物量¹⁵N的轉(zhuǎn)移量和庫容量分別比裸... 

【文章來源】：應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2020,31(08)北大核心CSCD

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生物結(jié)皮和裸地中各氮組分的15N豐度

由表3可知,生物結(jié)皮微生物生物量氮中15N的轉(zhuǎn)移量和庫容量均顯著高于裸地,是裸地的17.2和20.5倍。說明生物結(jié)皮能夠固持更多的養(yǎng)分在微生物體內(nèi),保肥性較強(qiáng)。然而在周轉(zhuǎn)率方面,生物結(jié)皮略低于裸地,其微生物生物量15N周轉(zhuǎn)率為每月5.8次,而裸地為每月7.2次,生物結(jié)皮是裸地的1.2倍,表明生物結(jié)皮的微生物生物量氮完成一次周轉(zhuǎn)的時間比裸地長。表2 15N在土壤-微生物-蘚植株中的歸趨途徑Table 2 Fate of 15N in soil-microbe-moss plant (mean±SD) 標(biāo)記后時間 Time after labeling (d) 15N (%) 殘留率Residual rate(%) 損失率Loss rate(%) 全氮TN 微生物生物量氮MBN 蘚植株氮N of moss plant BSCs BS BSCs BS BSCs BSCs BS BSCs BS 1 0.30±0.03b 0.99±0.11a 0.29±0.07a 0.05±0.008b 0.43±0.02 11.67±1.34a 5.09±0.44b 88.33±1.58a 94.91±0.45b 2 0.29±0.08b 0.97±0.14a 0.26±0.08a 0.02±0.009b 0.39±0.09 9.92±0.93a 4.16±0.65b 90.08±1.13a 95.84±0.65b 3 0.33±0.02b 0.75±0.09a 0.22±0.09a 0.02±0.009b 0.64±0.10 14.79±1.38a 3.92±0.58b 85.21±1.81a 96.08±0.20b 4 0.34±0.07b 0.63±0.09a 0.17±0.04a 0.03±0.007b 0.53±0.05 15.30±2.64a 2.54±0.38b 84.70±1.82a 97.46±0.38b 9 0.39±0.05b 0.80±0.06a 0.10±0.03a 0.05±0.003b 0.48±0.08 11.86±1.29a 3.05±0.67b 88.14±1.29a 96.95±0.67b 11 0.30±0.05b 0.70±0.07a 0.13±0.08a 0.02±0.009b 0.56±0.08 8.15±0.74a 3.33±0.56b 91.85±0.55a 96.67±0.56b 18 0.30±0.01b 0.73±0.09a 0.31±0.08a 0.03±0.004b 0.43±0.09 11.78±0.88a 2.45±0.67b 88.22±1.22a 97.55±0.56b 20 0.27±0.06b 0.37±0.09a 0.18±0.06a 0.02±0.006b 0.03±0.004 7.49±0.43a 1.39±0.35b 92.51±0.75a 98.61±0.67b 23 0.40±0.03b 0.68±0.08a 0.24±0.02a 0.01±0.005b 0.45±0.04 21.29±1.89a 2.71±0.54b 78.71±2.89a 97.29±0.57b 30 0.32±0.01b 0.61±0.04a 0.22±0.03a 0.09±0.005b 0.57±0.07 18.12±1.56a 4.03±1.29b 81.88±0.96a 95.97±0.43b 均值Mean 0.32±0.04b 0.72±0.18a 0.21±0.07a 0.03±0.020b 0.45±0.17 13.04±4.36a 3.27±1.06b 86.96±4.36a 96.73±0.97b 同行不同小寫字母表示不同處理之間差異顯著 (P<0.05) Different lowercase letters in the same row indicated significant difference between the BSCs and BS at 0.05 level.

2.5 土壤含水量和溫度對生物結(jié)皮和無結(jié)皮裸地15N轉(zhuǎn)化的影響由圖4可知,生物結(jié)皮和裸地的含水量和溫度的變化趨勢基本一致,但生物結(jié)皮溫度的變化幅度比裸地小,生物結(jié)皮的溫度為-3.3～40.6 ℃,而裸地為-4.0～42.9 ℃,說明生物結(jié)皮具有保溫和緩解溫度劇烈變化的能力。含水量變化與溫度表現(xiàn)相反,生物結(jié)皮含水量為0.03～0.19 cm3·cm-3,裸地為0.04～0.18 cm3·cm-3。相關(guān)性分析結(jié)果表明(表4),溫度和含水量與各氮組分中的15N含量之間均未有顯著相關(guān)關(guān)系,而全氮的15N、微生物生物量氮的15N和蘚植株的15N三者之間均有極顯著正相關(guān)關(guān)系,全氮的15N和蘚植株的15N與可溶性有機(jī)氮的15N之間有顯著正相關(guān)關(guān)系。

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