【摘要】：全球變暖和氮沉降是全球氣候變化的兩個主要特征,它們已經(jīng)給陸地生態(tài)系統(tǒng)帶來一系列生態(tài)問題,并且還有持續(xù)惡化的趨勢。土壤微生物可以敏感響應(yīng)環(huán)境的微小變化,是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動不可或缺的重要參與者,其深刻影響著森林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)功能的發(fā)揮、土壤養(yǎng)分周轉(zhuǎn)、碳源碳匯動態(tài)、森林蓄積量增加等方面,因此,了解土壤微生物對全球變暖和氮沉降增加的響應(yīng)及反饋狀況具有十分重要的意義。本研究以中亞熱帶杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗為研究對象,設(shè)置埋設(shè)電纜加熱土壤增溫結(jié)合模擬氮沉降的實(shí)驗(yàn),研究了土壤微生物量、土壤酶活性、土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及功能等對模擬增溫和氮沉降的短期響應(yīng)。主要得到以下結(jié)果：(1)土壤微生物量：增溫造成MBC、MBN、MBP年平均量分別顯著減少19.2%、40.1%和37.3%；施氮使得MBC相比于對照提高11.4%,但是對MBN和MBP沒有顯著影響。相比較于單獨(dú)增溫和單獨(dú)施氮處理,增溫十施氮導(dǎo)致MBC、MBN、MBP分別顯著減少44.3%、42.3%、30.1%。另外,增溫顯著提高了MBC/MBN、MBC/MBP,施氮顯著提高了MBC/MBP。施氮顯著提高了微生物熵24.3%,而增溫+施氮卻使微生物熵降低27.1%。方差分析顯示：增溫對MBC、MBN、MBP具有極顯著影響,而施氮明顯促進(jìn)了微生物活性,促進(jìn)了MBC的積累,增溫和施氮的交互作用同樣對MBC、MBN和MBP具有極顯著影響,增溫+施氮相較于單獨(dú)增溫和施氮的處理更加明顯的抑制了土壤微生物量的積累。(2)土壤酶活性：增溫明顯降弱了C循環(huán)和N循環(huán)相關(guān)酶的活性,使βG和NAG分別顯著下降29.2%和49.8%,增加P循環(huán)相關(guān)酶的活性,AP活性在增溫后顯著提升62.4%；施氮顯著提高了C循環(huán)相關(guān)相關(guān)酶的活性,木質(zhì)素降解酶(PHO和PEO)中的PHO活性顯著提高47.9%,但無機(jī)氮的積累限制了N循環(huán)相關(guān)酶NAG的積累,對P循環(huán)相關(guān)酶活性影響不顯著。增溫+施氮處理顯著降低了分解過氧化氫等有毒物質(zhì)相關(guān)酶的活性,導(dǎo)致PEO活性達(dá)到所有處理水平的最低值5.26 μmol g-1 h-1,相比于對照減少74.6%。研究結(jié)果顯示：在養(yǎng)分相對充足的0-10 cm土層,土壤pH和含水量是影響土壤酶活性的主要環(huán)境因子。(3)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)：增溫抑制了細(xì)菌和真菌的生長,使G+、G-、ACT, Fungi和AMF生物量分別顯著降低35.4%、37.2%、32.7%、37.6%和29.7%,總PLFA生物量降低34.5%,同時造成G+:G-、Iso:Ant、Cy：Pre顯著提高,F：B明顯降低。施氮促進(jìn)了細(xì)菌和真菌的生長,使G+, G-、ACT、Fungi、AMF生物量分別顯著提高48.5%、49.2%、44.3%、49.1%、34.6%,且增加了它們在總PLFA中的占比,但是沒有使G+:G-、F:B、Iso:Ant、Cy:Pre發(fā)生明顯變化。增溫+施氮同樣抑制了細(xì)菌和真菌的生長,增溫處理和增溫+施氮處理在主成分分析中距離較近,說明二者可能具有相近的群落結(jié)構(gòu)組成；溫度、土壤pH和MBC等微生物量在冗余分析中線段較長,表明三者是影響土壤微生物群落變化的主要原因。(4)高通量功能測序：細(xì)菌群落的優(yōu)勢種群是Acidobacteria,Proteobacteria、 Actinobacteria和Chloroflexi,其相對豐度分別為35.7%、31.6%、14.3%和6.4%,增溫之后,優(yōu)勢種群Acidobacteria和Proteobacteria相對豐度分別下降9.8%和9.1%,而優(yōu)勢種群Actinobacteria和Chloroflexi相對豐度則分別提高7.4%和5.5%,提高比例達(dá)52.1%和70.9%。溫度升高使細(xì)菌物種多樣性指數(shù)(Shannon Index)下降而優(yōu)勢集中度指數(shù)(Simpson Index)提高,表明細(xì)菌群落物種多樣性下降,而優(yōu)勢菌種的作用加強(qiáng)。施氮并未使細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化,意味著細(xì)菌群落對短期氮素添加還保持功能冗余和功能恢復(fù)。而增溫+施氮表現(xiàn)出跟增溫類似的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的變化。真菌群落的優(yōu)勢種群是Ascomycota、Basidiomycota和Zygomycota,其相對豐度為36.8%、22.6%、17.8%。增溫之后Ascomycota相對豐度無明顯變化,而Basidiomycota相對豐度提高了8.5%,Zygomycota則由17.1%降低至4.9%。施氮之后Basidiomycota、Zygomycota分別增加了7.2%和3.5%。增溫+施氮表現(xiàn)出與增溫類似的真菌群落結(jié)構(gòu)的變化。增溫和氮沉降同樣造成真菌物種多樣性降低,但是氮沉降造成的優(yōu)勢集中性明顯高于增溫。
【圖文】：

邐第３章十Ｊ裹微生物量對增溫和氮沉降的響應(yīng)邐逡逑第３章止壤微生物量對增溫和氮沉降的響應(yīng)逡逑３．１主壤微生物量的響應(yīng)逡逑３N１止壤微生物量碳逡逑王壤微生物量碳變化靈敏，是王X濤⑸鏘允凈钚院頭⒒幼饔玫幕��？桑自阱義現(xiàn)筙倘急淥斐刪緦矣跋熘胺從Τ鐾躒賴奈⑿”浠喊傺�，，２０１３）。辶x希滄ィ懾澹懾澹剩幔鑠澹粒穡蟈澹停殄澹粒酰脲澹停洛澹危錚鰣危洛義

本文編號：2704196