【目的】比较长期施氮下不同氮水平间暖温带油松天然林土壤呼吸速率、自养呼吸速率和异养呼吸速率差异,揭示土壤呼吸各组分变化的主要影响因子,以期为评价区域森林长期施氮对土壤呼吸的影响提供科学依据。【方法】在山西太岳山油松天然...【目的】比较长期施氮下不同氮水平间暖温带油松天然林土壤呼吸速率、自养呼吸速率和异养呼吸速率差异,揭示土壤呼吸各组分变化的主要影响因子,以期为评价区域森林长期施氮对土壤呼吸的影响提供科学依据。【方法】在山西太岳山油松天然林进行10年(2009—2018)的氮添加试验,设置4个氮添加处理:对照(CK,0 kg N·hm-2 a-1)、低氮(LN,50 kg N·hm-2 a-1)、中氮(MN,100 kg N·hm-2 a-1)和高氮(HN,150 kg N·hm-2 a-1),于2016—2018年生长季对土壤呼吸速率、自养呼吸速率和异养呼吸速率进行监测。【结果】在长期(8~10年)施氮下,相比对照,LN、MN和HN处理的年均土壤呼吸速率分别降低21.9%、27.3%和29.1%,年均异养呼吸速率分别降低21.8%、36.6%和31.4%,而土壤自养呼吸速率未改变,土壤pH值下降0.07、0.37、0.78个单位,微生物生物量碳含量下降了11.3%、14.5%、14.7%,但长期施氮未改变土壤有机碳、全氮和细根生物量;异养呼吸速率与土壤微生物生物量碳及自养呼吸速率与细根生物量均呈显著的线性正相关(P<0.01);不同处理下土壤自养呼吸速率和异养呼吸速率与土壤温度均呈显著的指数正相关(P<0.05);长期施氮可提高土壤自养呼吸的温度敏感性(Q10)(CK=2.19、LN=2.90、MN=2.86、HN=2.34),但会降低土壤异养呼吸的Q10值(CK=2.72、LN=2.23、MN=2.12、HN=2.27);土壤呼吸速率与土壤湿度的关系不显著;土壤温度和土壤湿度双因子模型可分别解释自养呼吸速率和异养呼吸速率的28.7%~42.0%(P<0.05)和64.9%~78.1%(P<0.001)。【结论】长期施肥未明显改变土壤自养呼吸速率。长期施氮通过抑制土壤异养呼吸使土壤总呼吸降低。长期氮添加对自养呼吸和异养呼吸Q10的影响不一致,而呼吸底物的可利用性和土壤微生物活性的变化是主要因素。为提高土壤呼吸及其组分预测模型的精度,应综合考虑细根生物量及呼吸底物的长期变化。展开更多
文摘【目的】比较长期施氮下不同氮水平间暖温带油松天然林土壤呼吸速率、自养呼吸速率和异养呼吸速率差异,揭示土壤呼吸各组分变化的主要影响因子,以期为评价区域森林长期施氮对土壤呼吸的影响提供科学依据。【方法】在山西太岳山油松天然林进行10年(2009—2018)的氮添加试验,设置4个氮添加处理:对照(CK,0 kg N·hm-2 a-1)、低氮(LN,50 kg N·hm-2 a-1)、中氮(MN,100 kg N·hm-2 a-1)和高氮(HN,150 kg N·hm-2 a-1),于2016—2018年生长季对土壤呼吸速率、自养呼吸速率和异养呼吸速率进行监测。【结果】在长期(8~10年)施氮下,相比对照,LN、MN和HN处理的年均土壤呼吸速率分别降低21.9%、27.3%和29.1%,年均异养呼吸速率分别降低21.8%、36.6%和31.4%,而土壤自养呼吸速率未改变,土壤pH值下降0.07、0.37、0.78个单位,微生物生物量碳含量下降了11.3%、14.5%、14.7%,但长期施氮未改变土壤有机碳、全氮和细根生物量;异养呼吸速率与土壤微生物生物量碳及自养呼吸速率与细根生物量均呈显著的线性正相关(P<0.01);不同处理下土壤自养呼吸速率和异养呼吸速率与土壤温度均呈显著的指数正相关(P<0.05);长期施氮可提高土壤自养呼吸的温度敏感性(Q10)(CK=2.19、LN=2.90、MN=2.86、HN=2.34),但会降低土壤异养呼吸的Q10值(CK=2.72、LN=2.23、MN=2.12、HN=2.27);土壤呼吸速率与土壤湿度的关系不显著;土壤温度和土壤湿度双因子模型可分别解释自养呼吸速率和异养呼吸速率的28.7%~42.0%(P<0.05)和64.9%~78.1%(P<0.001)。【结论】长期施肥未明显改变土壤自养呼吸速率。长期施氮通过抑制土壤异养呼吸使土壤总呼吸降低。长期氮添加对自养呼吸和异养呼吸Q10的影响不一致,而呼吸底物的可利用性和土壤微生物活性的变化是主要因素。为提高土壤呼吸及其组分预测模型的精度,应综合考虑细根生物量及呼吸底物的长期变化。
