戴允澤，王會榮，李愛琴，朱永一，汪小鵬，房震，徐小牛*

1. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園林學(xué)院，安徽 合肥 230036；2. 祁門縣氣象局，安徽 黃山 245600；3. 祁門縣渣灣自然保護區(qū)，安徽 黃山 245609

土壤微生物是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最活躍的成分，擔(dān)負著分解動植物殘體的重要作用，并且對植物養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、有機碳代謝、驅(qū)動污染物降解及土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)移與運輸中具有重要意義（Wang et al.，1998）。土壤微生物生物量是土壤中最活躍的部分，也是土壤養(yǎng)分的儲存庫以及植物生長可利用養(yǎng)分的重要來源，對土壤養(yǎng)分含量及循環(huán)利用具有不可替代的作用（李延茂等，2004；王暉等，2006；涂玉等，2012）。土壤微生物量是反映土壤中脫氮、有機物分解、硫酸鹽還原和甲烷生成等土壤生態(tài)過程的可靠參數(shù)，能夠預(yù)測土壤中氮磷的變化，因而被越來越多地用作土壤質(zhì)量的生物指標(biāo)（張地等，2012）。

氮沉降的增加導(dǎo)致土壤酸化、土壤氮、磷比例失調(diào)（孟盈等，2001；莫江明等，2001；王志勇，2012），抑制土壤呼吸和土壤微生物活性（Vander et al.，1982；Wang et al.，1998），土壤自身供應(yīng)的磷不足以平衡增加的氮，從而使磷可能成為許多陸地生態(tài)系統(tǒng)生物生長和重要生態(tài)過程的限制因子（Roelofs et al.，1985）。目前，常用人工施加氮肥模擬氮沉降的方法來研究氮沉降對土壤微生物的影響。相關(guān)研究表明，不同地區(qū)、不同森林類型土壤微生物對氮沉降增加呈現(xiàn)出不同的響應(yīng)機制（Arnebrandt et al.，1900；Cusack et al.，2011），因此有必要結(jié)合具體氣候類型和立地環(huán)境進行細致研究。

土壤微生物的季節(jié)變化受氣候變化（土壤水分，溫度）及植被綜合影響（Chen et al.，2003；Feng et al.，2009）。旱季植被生長受限制，土壤微生物量高；雨季土壤微生物加速轉(zhuǎn)化，水分劇烈變化導(dǎo)致土壤微生物細胞裂解，土壤微生物量低。然而，有關(guān)土壤微生物量的季節(jié)變化規(guī)律仍存在爭議。目前，土壤微生物的季節(jié)變化相關(guān)研究的采樣周期并未考慮到不同年份季節(jié)性降水頻率和降水量對土壤微生物的影響，近 60年的降水資料分析顯示，亞熱帶季節(jié)性降水重新分配明顯，干旱季節(jié)極端干旱多，雨季極端降雨多（Zhou et al.，2011）。因此，有必要對不同年份土壤微生物動力學(xué)進行評估。此外，在山地丘陵地帶，地形差異是決定立地小環(huán)境、土壤理化和生物性質(zhì)變化的重要因素。

由于多數(shù)研究只考慮短期的季節(jié)變化，無法確定不同研究結(jié)果差異是受立地條件變化控制，還是受不同年份水熱差異所影響。在安徽祁門查灣自然保護區(qū)，選擇沒有人為干擾的代表性林分設(shè)置樣地，開展氮、磷添加試驗，探討不同坡位土壤微生物量碳氮的動態(tài)變化，試圖解答以下 3個問題：亞熱帶常綠闊葉林不同年份及不同立地土壤微生物量季節(jié)變化是否一致？連續(xù)養(yǎng)分添加對不同立地土壤微生物量影響是否相同？長期監(jiān)測下，土壤微生物量受哪些環(huán)境因素影響？旨在為亞熱帶常綠闊葉、林可持續(xù)經(jīng)營及土壤肥力維持提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本試驗于安徽祁門縣渣灣自然保護區(qū)內(nèi)進行（29°35'N，117°33'E），該保護區(qū)面積1600 hm2。屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年平均氣溫16.6 ℃，無霜期236 d。平均年降水量1750 mm，最高達2708 mm，降水多集中于5—8月，平均相對濕度達85%。保護區(qū)屬黃山余脈的南向延伸。土壤基巖主要為千枚巖、花崗巖等，土壤類型為紅黃壤，土層厚度多在40～80 cm，呈酸性。保護區(qū)內(nèi)有集中連片天然闊葉林萬余畝，是華東地區(qū)同緯度低海拔、保存最好的常綠闊葉林，多以甜櫧（Castanopsis eyrei）、青岡櫟（Cyclobalanopsis glauca）為建群種，其間伴生著香桂（Cinnamomum subavenium）、老鼠失（Symplocos stellaris）、馬尾松（Pinus massoniana）、茅栗（Castanea mollissima）等多種喬木。主要的灌木種類有連蕊茶（Camellia cuspidata）、檵木（Loropetalum chinensis）、馬銀花（Rhododendron ovatum）、紅楠（Machilus thunbergii）等。中坡樣地林分以甜櫧為優(yōu)勢種，而坡頂以甜櫧和青岡櫟為優(yōu)勢種，中坡坡度為29.8°～30.8°，海拔為280 m；坡頂坡度為5°，海拔為480 m。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地設(shè)計與處理

在中坡和坡頂各設(shè)置9塊15 m×30 m的固定樣地（表1），每個樣地間至少設(shè)置10 m緩沖帶，以防止相互干擾，試驗設(shè)置3種處理，即對照、氮添加、氮磷添加。其中 1～9號樣地設(shè)于中坡，10～18號樣地設(shè)于坡頂，1～3、16～18號樣地為對照樣地（CK），4～6、10～12號樣地為氮磷添加（N 100 kg?hm-2?a-1+P 50 kg?hm-2?a-1，N+P）樣地，7～9、13～15號樣地為氮添加（N 100 kg?hm-2?a-1，N）樣地。氮素以硝酸銨（NH4NO3）形式添加，磷以磷酸鈣Ca(H2PO4)添加。從2011年開始，于每年的5月、7月、9月在取完土壤樣品后進行氮磷添加處理。每個固定樣地設(shè)置5個取樣點，按照0～10、10～20、20～30 cm土層取樣，將每個樣地各取樣點土分別均勻混合成1個點，每隔兩個月進行鮮土的采集與處理，觀測期3年（2013年7月—2016年5月）。土樣取回后，及時測定含水率。采用氯仿熏蒸法測定土壤微生物生物量碳（MBC）和氮（MBN）。銨氮（NH4+-N）、硝氮（NO3--N）用2 mol?L-1KCl溶液浸提，用FOSS FIAStar 5000流動注射分析儀測定?？扇苄杂袡C碳（DOC）和可溶性有機氮（DON）用 1 mol?L-1硫酸鉀溶液浸提，用 Jena Multi 3100C/N分析儀測定。

表1 調(diào)查樣地基本概況Table 1 Characteristics of experimental stands

1.2.2 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)

運用Excel 2007、R統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行冗余分析、雙因素方差分析（ANOVA）和LSD多重比較分析，采用Pearson相關(guān)系數(shù)評價不同因子之間相關(guān)關(guān)系，顯著性水平設(shè)為0.05。土壤養(yǎng)分與土壤微生物生物量碳氮的均值與標(biāo)準(zhǔn)差用SPSS統(tǒng)計軟件計算。氣象數(shù)據(jù)由安徽省祁門縣氣象局提供。

2 結(jié)果分析

2.1 氮磷添加對土壤微生物生物量的影響

試驗結(jié)果顯示（表2），第1年中坡不同處理土壤MBC平均含量表現(xiàn)為CK＞N+P＞N，后2年則表現(xiàn)為CK＞N＞N+P；坡頂土壤MBC平均含量的變化表現(xiàn)為N+P＞N＞CK。表明土壤MBC對氮磷添加的響應(yīng)受立地條件影響。從MBC平均值來看，氮磷添加在一定程度上抑制了中坡土壤微生物生物量，與對照相比，3年中氮磷添加和氮添加處理土壤MBC分別降低14.6%和15.4%。而坡頂受養(yǎng)分添加影響微弱，氮磷添加和氮添加處理土壤MBC僅分別提高5.79%和2.1%。

在試驗第 1年和第 3年，中坡不同處理土壤MBN 含量表現(xiàn)為 CK＞N＞N+P，第 2年則為CK＞N+P＞N。坡頂MBN平均含量變化與中坡不同，第1年和第3年表現(xiàn)為N+P＞CK＞N，第2年表現(xiàn)為CK＞N＞N+P。從3年的平均值來看，與對照相比，氮磷添加和氮添加處理中坡土壤 MBN分別降低13.0%和2.0%。在坡頂，氮磷添加處理土壤MBN提高5.85%，氮添加處理土壤MBN降低10.3%。

在中坡，試驗第1年不同處理ω(MBC)/ω(MBN)比值變化為N＞N+P＞CK，第2年和第3年則以CK為最高。在坡頂，第1年和第2年ω(MBC)/ω(MBN)比 值 表 現(xiàn) 為 N＞N+P＞CK， 第 3年 表 現(xiàn) 為CK＞N＞N+P。不同坡位ω(MBC)/ω(MBN)均值為7.88～14.21。

綜上所述，MBC、MBN對養(yǎng)分添加的響應(yīng)有所不同，養(yǎng)分添加降低中坡土壤微生物活性，促進坡頂土壤微生物活性。不同年份，養(yǎng)分添加對土壤微生物的影響存在差異。不同坡位ω(MBC)/ω(MBN)對養(yǎng)分添加的響應(yīng)各異，但長期氮、磷添加均降低土壤ω(MBC)/ω(MBN)比值。

在中坡，第2年不同氮磷添加土壤MBC顯著低于對照（P＜0.05），第1和3年，不同處理間差異不顯著（P＞0.05）；坡頂土壤 MBC不同處理間差異均不顯著（表2）。中坡和坡頂?shù)耐寥繫BN，不同處理間差異不顯著。從ω(MBC)/ω(MBN)比值來看，中坡不同處理間差異不顯著，而在坡頂，前2年差異不顯著，第3年差異顯著，氮磷添加顯著降低微生物量碳氮比。

2.2 氮磷添加對土壤微生物量動態(tài)變化的影響

MBC季節(jié)變化明顯，中坡與坡頂不同處理的MBC變化趨勢基本一致（圖1）。試驗前兩年中坡峰值出現(xiàn)在 5月和 3月，分別表現(xiàn)為 CK＞N＞N+P和CK＞N+P＞N。第3年出現(xiàn)在3月和11月，分別表現(xiàn)為CK＞N+P＞N和CK＞N＞N+P。中坡最低值出現(xiàn)在 1月、11月，分別表現(xiàn)為 N+P＞CK＞N、N+P＞N＞CK。坡頂MBC峰值第1年出現(xiàn)在5月，表現(xiàn)為CK＞N+P＞N；后兩年出現(xiàn)在3月，分別表現(xiàn)為N+P＞N＞CK、N+P＞CK＞N。坡頂最低值出現(xiàn)在1月、11月，分別表現(xiàn)為N+P＞N＞CK、N+P＞CK＞N、N＞CK＞N+P。中坡氮磷添加處理MBC含量變化范圍 為 329.48～1582.43 mg?kg-1， 氮 添 加 處 理 為171.94～1836.75 mg?kg-1，對照為 477.9～2151.35mg?kg-1。由此表明，不同年份、不同立地環(huán)境及不同處理，MBN出現(xiàn)峰值和低值的月份均存在差異，峰值呈現(xiàn)在5月、7月、9月及11月，最低值均呈現(xiàn)在1月，添加氮磷和氮處理MBN的峰值和最低值的時間與對照處理不一致。

表2 不同氮磷添加對土壤微生物量指標(biāo)的影響Table 2 Effect of different N and P additions on soil microbial biomass indices

圖1 不同養(yǎng)分添加對不同坡位土壤MBC季節(jié)動態(tài)變化的影響Fig. 1 Seasonal pattern of soil MBC on mid-slope and flat ridge under different treatments

連續(xù) 3年的觀測結(jié)果顯示，ω(MBC)/ω(MBN)受季節(jié)影響，不同年份差異明顯（圖3）。第1年中坡不同處理ω(MBC)/ω(MBN)比值最低值出現(xiàn)在9月，對照及氮添加處理ω(MBC)/ω(MBN)比值在3月顯著升高，氮磷添加處理在1月顯著升高，不同處理ω(MBC)/ω(MBN)比值峰值出現(xiàn)在5月、7月；坡頂對照的ω(MBC)/ω(MBN)比值最低值出現(xiàn)在 1月，氮添加及氮磷添加處理最低值出現(xiàn)在9月，不同處理在3月顯著升高，其峰值出現(xiàn)在5月。第2年，氮磷和氮添加處理的ω(MBC)/ω(MBN)比值最低值出現(xiàn)在11月，對照最低值出現(xiàn)在9月，其峰值均出現(xiàn)在7月；坡頂ω(MBC)/ω(MBN)比值在9月、11月顯著降低，在1月顯著升高，不同處理最低值出現(xiàn)在11月，對照的峰值出現(xiàn)在1月，氮添加和氮磷添加處理峰值出現(xiàn)在3月。第3年，中坡氮添加及氮磷添加最低值出現(xiàn)在7月，對照出現(xiàn)在5月，mg?kg-1。坡頂?shù)滋砑犹幚鞰BC含量變化范圍為311.29～2219.95 mg?kg-1，氮添加處理為 245.96～1992.76 mg?kg-1，對照為 102.49～1749.43 mg?kg-1?？梢?，不同年份和不同立地環(huán)境，土壤MBC出現(xiàn)峰值和最低值的時間均存在差異，峰值主要集中在春季和秋末（3月、5月及11月），低值主要出現(xiàn)在秋冬季（1月、11月）。

土壤MBN季節(jié)變化明顯，不同處理的變化趨勢有所不同（圖2）。中坡對照林分前2年的MBN峰值出現(xiàn)在9月，第3年出現(xiàn)在11月；氮磷添加處理峰值均出現(xiàn)在 11月；氮添加處理峰值出現(xiàn)在11月、5月。不除氮添加處理第2年最低值出現(xiàn)在5月外，其他處理的最低值均出現(xiàn)在1月。坡頂對照林分土壤MBN峰值出現(xiàn)在11月、7月，氮添加處理峰值出現(xiàn)在11月、9月，氮磷添加處理峰值均出現(xiàn)11月。坡頂不同處理最低值均出現(xiàn)在1月。中坡林分氮磷添加處理 MBN含量變化為52.14～203.3 mg?kg-1，氮添加處理為 44.79～146.77 mg?kg-1，對照為 56.47～154.76 mg?kg-1。坡頂林分氮磷添加MBN含量變化為50.2～203.3 mg?kg-1，氮添加處理為 38.56～143.96 mg?kg-1，對照為 60.2～154.76不同處理峰值出現(xiàn)在3月；坡頂最低值出現(xiàn)在5月，氮磷添加處理峰值出現(xiàn)在1月，氮添加處理及對照出現(xiàn)在 3月。中坡氮磷添加處理ω(MBC)/ω(MBN)比值 3年間變化范圍為 3.89～20.64，氮添加處理為3.45～24.19，對照為3.89～22.45；坡頂?shù)滋砑犹幚恙?MBC)/ω(MBN)比值3年間變化為3.09～18.06，氮添加處理為2.65～18.96，對照為3.37～20.06?？梢?，兩種坡位土壤ω(MBC)/ω(MBN)比值隨季節(jié)變化，并未呈現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)律，養(yǎng)分添加改變了不同坡位ω(MBC)/ω(MBN)比值的變化規(guī)律。

圖3 不同養(yǎng)分添加對不同坡位土壤MBC/MBN比季節(jié)動態(tài)變化的影響Fig. 3 Seasonal pattern of soil MBC/MBN ratio on mid-slope and flat ridge under different treatments

2.3 土壤養(yǎng)分、土壤含水率與微生物生物量指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系

相關(guān)分析顯示（表 3），隨季節(jié)變化，兩種坡位土壤微生物生物量與土壤養(yǎng)分、土壤含水率的相關(guān)性不同。在中坡，1月、9月、11月 MBN（P=0.001、0.001、0.02）及5月、7月MBC（P=0.001）和MBN（P=0.001）與 NH4+-N呈顯著正相關(guān)，5月 MBN（P=0.05）及 7 月 MBC 和 MBN（P=0.001）與 NO3—N呈顯著正相關(guān)，1月、3月MBN（P=0.001、0.01）、11月 MBN（P=0.001）及 5月、7月、9月 MBC（P=0.001、0.001、0.04）和 MBN（P=0.001）與 DOC呈顯著正相關(guān)，不同月份MBC、MBN與DON呈正相關(guān)（P=0.001）；1月、9月 MBN（P=0.01、0.001）及3月、5月、7月MBC和MBN與土壤含水率呈顯著（P=0.001）正相關(guān)。在坡頂，1月、3月、7月、9月MBN（P=0.001、0.001、0.001、0.02）及5月（P=0.001）MBC、MBN與NH4+-N呈顯著正相關(guān)，而11月MBC與NH4+-N呈顯著（P=0.001）負相關(guān)；1月MBC與NO3--N呈顯著（P=0.01）負相關(guān)，3月MBC與NO3--N呈顯著（P=0.01）正相關(guān)；1 月、3 月 MBC（P=0.001）及 5 月 MBN（P=0.02）與DOC呈顯著負相關(guān)，5月、7月MBC（P=0.001）及11月MBC、MBN（P=0.001）與DOC呈顯著正相關(guān)；3月 MBC及 5月 MBN與 DON呈顯著（P=0.001）負相關(guān)，5月、7月MBC（P=0.001）及11月MBC、MBN（P=0.001）與DON呈顯著正相關(guān)；1月、7月、9月MBN（P=0.001）及3月、5月、11月MBC（P=0.001）和MBN（P=0.001）與土壤含水率呈顯著正相關(guān)。

2.4 不同年份氣候差異對微生物量的影響

方差分析結(jié)果（表4）表明，在3年試驗中，月降水量對1月、3月、7月及11月MBC（P=0.006、0.001、0.002、0.001）、MBN（P=0.008、0.001、0.005、0.001）和 5月 MBC（P=0.001）、9月 MBN（P=0.005）有極顯著作用；月平均氣溫對7月、9月 MBC（P=0.001、0.001）、MBN（P=0.002、0.002）和 1月、11月 MBC（P=0.001、0.005）及 5月 MBN（P=0.001）有極顯著作用，對3月MBN（P=0.04）、5月 MBC（P=0.02）有顯著作用。養(yǎng)分添加對 9月、11 月 MBC（P=0.001、0.001）、MBN（P=0.001、0.001）和 7月 MBN（P=0.001）有極顯著影響，對1月MBC（P=0.02）有顯著影響。月平均氣溫和養(yǎng)分添加對11月MBC、MBN（P=0.002、0.001）存在極顯著交互作用，對 1月 MBC存在顯著（P=0.001）交互作用。月降水量和養(yǎng)分添加對 9月 MBC、MBN（P=0.001、0.001）及 7月 MBN（P=0.001）、1月 MBC（P=0.05）有極顯著交互作用。以上結(jié)果表明，土壤微生物量對不同年份月降水量及月平均氣溫差異響應(yīng)明顯，在1月、7月、9月及11月受養(yǎng)分添加影響。養(yǎng)分添加和月平均氣溫對11月、1月土壤微生物量存在交互影響；月平均降水量和養(yǎng)分添加對1月、7月及9月存在交互影響。

表3 土壤養(yǎng)分與微生物生物量指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)Table 3 Regression coefficients between soil nutrients and microbial biomass parameters

表4 月降水量、月平均氣溫及養(yǎng)分添加對土壤微生物量影響的三因素方差分析Table 4 Three-way ANOVA of monthly precipitation, mean temperature and nutrient addition on soil microbial biomass

2.5 冗余分析

采用冗余分析（RDA）探討了養(yǎng)分添加對土壤微生物生物量的影響，結(jié)果表明（圖 4）：第一軸和第二軸分別占方差的37.1%和0.3%，取樣時間、氣候、林分因子及土壤理化性質(zhì)的綜合作用顯著影響土壤微生物生物量。含水率、銨氮、DOC、DON、日均氣溫標(biāo)準(zhǔn)差、月降水量標(biāo)準(zhǔn)差與 MBC、MBN呈正相關(guān)；月平均氣溫、硝氮、月平均氣溫、林分豐富度指數(shù)、林分密度、林分多樣性指數(shù)及林分均勻度指數(shù)與MBN呈正相關(guān)；取樣時間、月降雨天數(shù)、平均胸徑、平均樹高、月降水量與MBC呈正相關(guān)。月平均氣溫、林分密度、硝氮、林分豐富度指數(shù)、林分均勻度指數(shù)及林分多樣性指數(shù)與 MBC呈負相關(guān)，月降雨天數(shù)與MBN呈負相關(guān)。蒙特卡羅置換實驗表明，排序結(jié)果可以接受環(huán)境因子對物種分布的解釋量（P=0.001）。其中，取樣時間（r2=0.25，P=0.001）、平均胸徑（r2=0.02，P＜0.001）、平均樹高（r2=0.03，P=0.001）、含水率（r2=0.30，P=0.001）、銨氮（r2=0.18，P=0.01）、硝氮（r2=0.05，P=0.001）、可溶性有機碳（r2=0.07，P=0.001）、可溶性有機氮（r2=0.07，P=0.001）、月均降水量（r2=0.01，P=0.005）、月平均氣溫（r2=0.12，P=0.001）、月均氣溫標(biāo)準(zhǔn)差（r2=0.04，P=0.001）、月降雨天數(shù)（r2=0.08，P=0.001）、林分豐富度指數(shù)（r2=0.02，P=0.001）、林分多樣性指數(shù)（r2=0.03，P=0.001）、林分均勻度指數(shù)（r2=0.03，P=0.001）均與土壤微生物生物量顯著相關(guān)。

3 討論

圖4 林分因子、土壤理化指標(biāo)與土壤微生物生物量的冗余分析Fig. 4 Redundancy analysis of forest factor, soil physico-chemical indicators and soil microbial biomass

養(yǎng)分添加對不同坡位土壤微生物的影響不同。氮磷添加及氮添加處理均降低中坡土壤 MBC含量，氮磷添加處理增加坡頂MBN含量。在不同年份，養(yǎng)分添加對MBC的影響存在差異。本試驗在中坡所得出的結(jié)果與成毅等（2010）及王暉等（2006）的研究結(jié)果類似，即土壤MBC隨著氮沉降量增加而減少。周世興等（2017）在華西雨屏天然常綠闊葉林中也發(fā)現(xiàn)短期氮添加顯著降低表層土壤微生物量碳氮。周嘉聰?shù)龋?017）對中亞熱帶甜櫧天然林的研究發(fā)現(xiàn)高氮沉降（80 kg?hm-2?a-1）降低土壤微生物量碳氮，但低氮沉降（40 kg?hm-2?a-1）增加土壤微生物量碳氮。當(dāng)土壤有效氮水平較高，淋溶損失及植被生長消耗少于氮輸入，會引起氮富集（Redding et al.，2016）。而富集氮引起的凋落物分解減緩和植被地下生物量及其分泌物減少，會導(dǎo)致土壤微生物可利用碳源底物減少；同時土壤ω(N)/ω(P)比值升高會導(dǎo)致磷限制，以及土壤酸化會抑制微生物生長，從而降低土壤微生物量碳氮（趙超等，2015；Penuel et al.，2012）。在土壤有效氮低的情況下，增加土壤可利用氮可以緩解土壤微生物生長的氮限制。此外，不同坡位的影響，可能是坡頂土壤微生物群落穩(wěn)定性高于中坡和不同坡位土壤理化性質(zhì)、立地條件和林分結(jié)構(gòu)不同所致。戴允澤等（2017）在該試驗地的研究表明，坡頂土壤速效氮及可溶性有機碳氮高于中坡，坡頂林分添加氮可能并沒有導(dǎo)致其他養(yǎng)分限制。同時，坡頂林分0～10 cm土層土壤微生物碳源利用能力及其群落功能多樣性均高于中坡林分。另一方面，坡頂?shù)牧址置芏龋?320 plant?hm-2）明顯高于中坡（1103 plant?hm-2），坡頂植被可能消耗更多的有效氮，減緩了氮沉降的影響。

氮磷添加對不同坡位ω(MBC)/ω(MBN)比值的影響不同，長期氮磷添加均降低土壤ω(MBC)/ω(MBN)比值。土壤微生物量碳氮比為3～5時，表明細菌是土壤微生物群落的優(yōu)勢種群，當(dāng)微生物量碳氮比為4-15時，表明真菌是土壤微生物群落的優(yōu)勢種群（Paul et al.，1996）。連續(xù)3年的氮磷添加試驗表明，不同坡位ω(MBC)/ω(MBN)比值的年均值為 7.88～14.21，說明本試驗林地，真菌是土壤微生物群落中的優(yōu)勢種群。

土壤微生物量季節(jié)變化明顯，不同年份和不同立地環(huán)境，土壤MBC、MBN出現(xiàn)峰值和最低值的月份均存在差異。本研究結(jié)果表明，3年試驗中，土壤微生物量碳在春季和秋末（3月、5月及11月）最高，在秋末和冬季（1月、11月）最低。土壤微生物量氮峰值出現(xiàn)在春季、夏季和秋季（5月、7月、9月及11月），最低值出現(xiàn)在冬季（1月）。Wang et al.（2016）在鄱陽湖濕地和周世興等（2017）在華西雨屏區(qū)天然常綠闊葉林的研究結(jié)果與本文一致，土壤微生物量碳氮在春季和秋季最高，冬季最低。Feng et al.（2009）在哀牢山亞熱帶雨林的研究也與本文相似，土壤微生物量表現(xiàn)為夏季＞冬季。土壤微生物量季節(jié)變化通常受溫度、降水、有機質(zhì)投入及其與植被的養(yǎng)分關(guān)系等控制（Chen et al.，2003；Feng et al.，2009）。生長季初期氣溫回升，適宜微生物生長，受“春壩作用（Vernal dam）”影響，微生物在與植物競爭養(yǎng)分的過程中具有優(yōu)勢（Zak et al.，1990；Warren et al.，2003）；同時，氣溫回升促進凋落物分解和植被根系生長釋放許多易分解的有機物，為微生物生長提供了更多碳源（Zak et al.，1990）。在生長期，土壤微生物在與植被的養(yǎng)分競爭中處于劣勢，較低的底物水平使其生長受到抑制。本研究表明，在生長季中，土壤微生物與土壤養(yǎng)分相關(guān)性高于其他時期也驗證了這一觀點，土壤微生物生長受到土壤養(yǎng)分的限制。植物進入休眠期時，生長顯著減緩，對土壤養(yǎng)分的需求減少；同時，植被根系衰亡及凋落物增加，向土壤補充大量碳源，促進微生物生長，其生物量出現(xiàn)回升（Devi et al.，2006）。在3年試驗中，第1年、第3年MBC值呈雙峰型變化，第2年呈單峰型，不同年份出現(xiàn)峰值和最低值的月份不一致，這種差異可能與不同年份氣候條件差異有關(guān)，氮磷添加改變了土壤MBN季節(jié)變化規(guī)律，但未改變土壤MBC的季節(jié)變化規(guī)律。周世興等（2017）對華西雨屏區(qū)天然常綠闊葉林研究中發(fā)現(xiàn)氮沉降改變了MBC的季節(jié)動態(tài)，而未改變MBN的季節(jié)動態(tài)。此結(jié)果差異可能是兩個樣地土壤微生物對氮沉降的反應(yīng)差異導(dǎo)致的。

不同坡位ω(MBC)/ω(MBN)比值隨季節(jié)變化而變化，不同年份未呈現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)律，這可能與土壤水分的變化有關(guān)，有研究表明ω(MBC)/ω(MBN)比值從干季到濕季呈下降趨勢，微生物優(yōu)勢種群從真菌向細菌轉(zhuǎn)變。同時，氮、磷添加改變了不同坡位ω(MBC)/ω(MBN)比值變化規(guī)律。

季節(jié)變化、不同立地條件相互作用改變了MBC、MBN與土壤養(yǎng)分及土壤含水率的相互關(guān)系。本試驗結(jié)果表明，中坡和坡頂MBC、MBN與土壤速效養(yǎng)分相關(guān)性呈現(xiàn)生長季（5月、7月、9月）高于生長末期和休眠季（11月、1月、3月），中坡大于坡頂?？赡苁窃谏L季，植被生長導(dǎo)致養(yǎng)分的減少使土壤微生物對養(yǎng)分的依賴性變高，坡頂土壤養(yǎng)分高于中坡，坡頂土壤微生物對養(yǎng)分的需求低于中坡導(dǎo)致的。在生長季，中坡氮添加處理 MBC、MBN與土壤養(yǎng)分及含水率的相關(guān)性高于其他兩種處理，可能是有效氮的加入，促進了土壤微生物的生長，使其對其他養(yǎng)分的需求也增大。冗余分析（RDA）表明，月降水頻率、不同年份氣溫及降水差異、林分因子及土壤理化性質(zhì)均對土壤微生物量碳氮有顯著影響，土壤微生物量的季節(jié)變化受到降水頻率（月降水天數(shù)）、降水量及氣溫變化和月降水量及氣溫波動差異（月標(biāo)準(zhǔn)差）控制。

4 結(jié)論

養(yǎng)分添加對不同坡位及不同年份土壤微生物的影響存在差異。氮磷添加及氮添加處理均降低了中坡土壤 MBC含量，氮磷添加處理增加了坡頂MBN含量。氮、磷添加對不同坡位ω(MBC)/ω(MBN)比的影響不同，長期氮、磷添加均降低土壤ω(MBC)/ω(MBN)比值。連續(xù) 3年的氮磷添加試驗中，不同坡位ω(MBC)/ω(MBN)比年均值為7.88～14.21。在北亞熱帶常綠闊葉林地區(qū)，真菌是土壤微生物群落中的優(yōu)勢種群。

土壤微生物量季節(jié)變化明顯，以春季和秋季最高，冬季最低。土壤MBC、MBN出現(xiàn)峰值和最低值的月份在不同年份和不同立地環(huán)境存在差異。3年試驗中，第1年、第3年MBC值呈雙峰型變化，第2年呈現(xiàn)單峰型，不同年份出現(xiàn)峰值和最低值的月份不一致，氮磷添加改變了土壤MBN季節(jié)變化規(guī)律，但未改變土壤MBC的季節(jié)變化規(guī)律。不同坡位ω(MBC)/ω(MBN)比值隨季節(jié)變化，不同年份未呈現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)律，同時，氮、磷添加改變了不同坡位ω(MBC)/ω(MBN)比值變化規(guī)律。

相關(guān)分析顯示季節(jié)、立地條件改變了 MBC、MBN與土壤養(yǎng)分及土壤含水率的相互關(guān)系。MBC、MBN與土壤速效養(yǎng)分相關(guān)性呈現(xiàn)生長季（5月、7月、9月）高于生長末期和休眠季（11月、1月、3月），并且中坡大于坡頂。在生長季，中坡氮添加MBC、MBN與土壤養(yǎng)分及含水率的相關(guān)性高于其他兩種處理。冗余分析（RDA）表明，月降水頻率、不同年份氣溫及降水差異、林分因子及土壤理化性質(zhì)均對土壤微生物量碳氮存在影響。蒙特卡羅置換實驗表明環(huán)境因子可以解釋對物種分布的排序結(jié)果，其中，取樣時間、平均胸徑、平均樹高、含水率、銨氮、硝氮、可溶性有機碳、可溶性有機氮、月均降水量、月平均氣溫、月均氣溫標(biāo)準(zhǔn)差、月降雨天數(shù)、林分豐富度指數(shù)、林分多樣性指數(shù)、林分均勻度指數(shù)均與土壤微生物生物量顯著相關(guān)。