王夢(mèng)思 ，林偉 , ，馬紅亮 *，尹云鋒 ，高人

1. 福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350007；2. 福建師范大學(xué)濕潤(rùn)亞熱帶山地生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，福建 福州 350007；3. 廣西玉林實(shí)驗(yàn)中學(xué)，廣西 玉林 537000

氮素是森林生態(tài)系統(tǒng)中主要的生長(zhǎng)限制因子，與森林群落組成、生產(chǎn)力、植物多樣性等都具有密不可分的關(guān)系（Grant，2014）。土壤可溶性氮作為土壤活躍的氮組分易淋溶流失（殷睿等，2013），水溶性和交換性氮可用于衡量土壤肥力（鐘珍梅等，2017）。Gerardh et al.（2009）研究發(fā)現(xiàn)，酸解性SON含量可比中性鹽浸提含量高出10倍以上，水浸提的土壤無(wú)機(jī)氮含量比K2SO4浸提的高（鄒玉亮等，2012）。銨態(tài)氮、硝態(tài)氮等可溶性氮含量雖少，但森林植被對(duì)其的時(shí)空干擾動(dòng)態(tài)在退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建中具有重要意義（歐江等，2015），且用不同浸提劑序列浸提土壤氮素的含量和特征不一樣。因此，不同氮組分對(duì)土壤氮素循環(huán)和轉(zhuǎn)化過(guò)程具有不同程度的調(diào)節(jié)作用。目前，有關(guān)碳組分（Buckingham et al.，2008；王春燕等，2016；李志聰?shù)龋?018）的研究較多，而關(guān)于氮組分的研究大多集中于對(duì)比不同植被間（趙溪等，2010）、水熱關(guān)系間（趙路紅等，2018）的氮組分差異，而對(duì)氮添加對(duì)不同浸提劑浸提土壤氮組分的影響研究鮮見(jiàn)報(bào)道。

自工業(yè)革命以來(lái)，礦物燃料燃燒、含氮化肥使用等活動(dòng)導(dǎo)致大氣氮沉降急劇增加（Bai et al.，2010）。據(jù)預(yù)計(jì)，全球輸入陸地生態(tài)系統(tǒng)的活性氮將由 1995年的 86 Tg增加到 2050年的 135 Tg（Fowler et al.，2013）。有研究表明，氮添加使土壤氮更多地以有機(jī)氮的形式增加，且降低土壤pH值（陳冠陶等，2018），使土壤酸化，降低土壤微生物呼吸速率，從而影響土壤呼吸（肖勝生等，2018）。Yan et al.（2008）發(fā)現(xiàn)氮輸入使木質(zhì)素與NO3--N、NH4+-N結(jié)合形成穩(wěn)定化合物儲(chǔ)存在土壤中，氮添加能顯著增加土壤水溶性氮，影響K2SO4浸提的土壤總氮和氨基酸的含量（郭景恒等，2011；Chen et al.，2013）。在森林生態(tài)系統(tǒng)，凋落物分解影響土壤氮?jiǎng)討B(tài)（Zhou et al.，2015），以及土壤有機(jī)質(zhì)分解、氮素轉(zhuǎn)化和微生物活性等過(guò)程（Jiang et al.，2013）。唐佐芯等（2018）發(fā)現(xiàn)葉凋落物輸入可增加土壤無(wú)機(jī)氮含量、土壤微生物生物量氮和土壤酶活性，能有效維持和提高林地土壤質(zhì)量。Chen et al.（2015）研究表明，凋落物分解能提高土壤水溶性有機(jī)氮含量，影響土壤凈氮礦化；甚至，Turner et al.（2017）認(rèn)為凋落物分解物質(zhì)的輸入、土壤氮組分間的轉(zhuǎn)化以及氮的礦化，是參與氮循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，氮沉降和土壤氮素轉(zhuǎn)換間存在緊密聯(lián)系。因此，分析氮沉降和凋落物對(duì)土壤氮組分的影響是準(zhǔn)確評(píng)價(jià)和理解其對(duì)土壤氮?jiǎng)討B(tài)影響的基礎(chǔ)。

本研究以福建省建甌市萬(wàn)木林自然保護(hù)區(qū)針闊葉林為研究對(duì)象，在去除凋落物和保留凋落物條件下，通過(guò)不同氮添加處理來(lái)探討亞熱帶森林土壤氮組分對(duì)氮沉降的響應(yīng)。測(cè)定土壤水溶性氮，交換性氮，酸解性氮組分中的無(wú)機(jī)氮、總可溶性氮、可溶性有機(jī)氮、土壤惰性氮組分，以及微生物生物量氮，闡明凋落物和氮添加對(duì)各氮組分含量的影響以及各組分之間的相關(guān)性，以期為生態(tài)系統(tǒng)中的氮素轉(zhuǎn)化與固持問(wèn)題研究提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況與樣地設(shè)計(jì)

研究區(qū)位于福建省建甌市萬(wàn)木林自然保護(hù)區(qū)（27°03′N，118°09′E），平均海拔為 554 m，氣候類型屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，年均溫為 18.8 ℃，年均降水量為1673.3 mm，無(wú)霜期約為290 d；土壤類型為微酸性山地紅壤。為了研究中亞熱帶不同植被類型土壤浸提氮對(duì)氮沉降的響應(yīng)，本研究選取了保護(hù)區(qū)內(nèi)以羅浮栲林（Castanopsis fabri，CAF）為優(yōu)勢(shì)種的天然林和以杉木林（Cunninghamia lanceolata，CUL）為優(yōu)勢(shì)種的人工林為研究對(duì)象。用土鉆采集0～15 cm土層，測(cè)定土壤pH、全碳、全氮，試驗(yàn)樣地主要特征見(jiàn)表1。

2009年9 月，在羅浮栲天然林和杉木人工林的中坡布置試驗(yàn)樣地，采用二因素三重復(fù)區(qū)組設(shè)計(jì)，即2種凋落物處理方式，3個(gè)施氮水平，3個(gè)重復(fù)，共18個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)面積為2 m×2 m，各處理間隔10 m以上，以防止相互干擾。其中，凋落物處理方式為去除凋落物層（去凋）和保留凋落物層（留凋）；施氮水平為對(duì)照（CK，0 kg·hm-2·a-1）、低氮（LN，30 kg·hm-2·a-1）和高氮（HN，100 kg·hm-2·a-1），以 NH4NO3為氮源，用蒸餾水將其配制成所需氮濃度梯度溶液，分別于每年的5月、9月、12月均勻噴灑于樣地土壤表面，CK處理噴灑等量蒸餾水。從2012年9月開(kāi)始調(diào)整施肥量：對(duì)照（CK，0 kg·hm-2·a-1）、低氮（LN，75 kg·hm-2·a-1）和高氮（HN，150 kg·hm-2·a-1）。

1.2 采樣與樣品分析

2014年8 月，在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)，使用土鉆按照對(duì)角線（即4個(gè)角+對(duì)角線中點(diǎn)）采集0～15 cm土層，將相同樣地的土壤均勻混合，室內(nèi)風(fēng)干，去除砂石、根系等雜質(zhì)后，過(guò)2 mm篩，待用。新鮮土壤用不同的浸提劑（水、0.5 mol·L-1K2SO4、2.5 mol·L-1H2SO4、13 mol·L-1H2SO4）按照水土比（V:m=5:1）逐步浸提獲取各氮組分。具體操作如下：

（1）水溶性氮：稱取相當(dāng)于20 g干土的鮮土，注入100 mL蒸餾水浸提土壤，振蕩、過(guò)濾，其濾液用于無(wú)機(jī)氮（NH4+-N、NO3--N）、可溶性有機(jī)氮（SON）、可溶性總氮（TSN）測(cè)定，剩余的土壤用蒸餾水沖洗3次后風(fēng)干，待浸提。

（2）交換性氮：稱取步驟（1）風(fēng)干土壤8 g，注入40 mL 0.5 mol·L-1K2SO4浸提土壤，其他操作同步驟（1），剩余的土壤用蒸餾水沖洗3次后風(fēng)干，待浸提。

（3）酸解性氮：稱取步驟（2）風(fēng)干土壤1 g，加入 5 mL 2.5 mol·L-1H2SO4溶液，在 105 ℃下水解3 h，隨后用20 mL蒸餾水沖洗并轉(zhuǎn)移到50 mL離心管中，振蕩、離心、過(guò)濾，獲得的濾液待測(cè)；往剩余土壤中加入2 mL 13 mol·L-1H2SO4溶液，常溫下振蕩 12 h后用蒸餾水稀釋使其濃度為 1 mol·L-1，105 ℃下水解3 h，再用20 mL蒸餾水沖洗并轉(zhuǎn)移到50 mL離心管中，置于搖床中振蕩1 h（250 r·min-1），最后離心 10 min（4000 r·min-1），過(guò)0.45 μm濾膜，獲得的濾液待測(cè)。

難溶于酸的那部分惰性氮（RN）采用差減法計(jì)算，用元素分析儀測(cè)得的土壤全氮含量減去用各種浸提劑獲得的土壤可溶性氮總含量之和的差即為惰性氮含量。

土壤微生物生物量氮采用氯仿熏蒸浸提法測(cè)定（吳金水等，2006）。稱取兩份新鮮土樣（約相當(dāng)于烘干土8.0 g）于平面皿中，放入真空干燥器內(nèi)，再放入一只盛有無(wú)水乙醇氯仿的小燒杯，真空抽氣，氯仿沸騰約5 min后，黑暗處熏蒸24 h，然后反復(fù)抽真空以排除氯仿，并用0.5 mol·L-1K2SO4溶液浸提，振蕩30 min，過(guò)濾。對(duì)照土樣不進(jìn)行熏蒸處理，直接用0.5 mol·L-1K2SO4浸提、振蕩和過(guò)濾。濾液用于微生物生物量氮測(cè)定。

表1 試驗(yàn)樣地基本概況Table 1 Basic characteristics of experimental plots

1.3 測(cè)定方法

使用連續(xù)流動(dòng)分析儀（SKALAR SAN++，荷蘭）測(cè)定土壤浸提液中的NH4+-N、NO3--N和TSN含量，SON含量為TSN與無(wú)機(jī)氮（NH4+-N、NO3--N）之差；土壤全碳全氮用碳氮元素分析儀（Elemantar Vario MAX CN，德國(guó)）測(cè)定。

土壤惰性氮含量計(jì)算：

式中，ωRN為惰性氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg·kg-1；ωTN為土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg·kg-1。ωITN為蒸餾水浸提的氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg·kg-1；ωIITN為硫酸鉀浸提的氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg·kg-1；ωPITN為弱酸浸提的氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg·kg-1；ωPIITN為強(qiáng)酸浸提的氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg·kg-1。

惰性氮指數(shù)可反映土壤中難被利用的氮含量變化情況，在土壤氮素循環(huán)中起重要作用，計(jì)算式為（Rovira et al.，2002）：

式中，IRN為惰性氮指數(shù)，%；ωRN為惰性氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg·kg-1；ωTN為土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg·kg-1。

土壤微生物生物量氮含量計(jì)算：

ωMBN=ωEN/KEN

式中，ωMBN為土壤微生物生物量氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg·kg-1；ωEN為熏蒸土樣與未熏蒸土樣全氮之差，mg·kg-1；KEN為轉(zhuǎn)化系數(shù)，取 0.54（Rainer，1996）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

測(cè)定結(jié)果均以土壤干重計(jì)算，運(yùn)用Excel 2003對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理并計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。采用 SPSS 18.0中的單因素方差分析（One-way ANOVA）和最小顯著差異法（LSD）分析不同氮添加處理間的差異顯著性；采用三因素方差分析氮添加、林分、凋落物及其交互作用；采用線性回歸模型分析 SON與 MBN的相關(guān)性；采用 Pearson簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)雙側(cè)檢驗(yàn)各氮組分之間的相關(guān)性。運(yùn)用Origin 8.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 凋落物和氮添加對(duì)不同浸提劑浸提森林土壤NH4+-N含量的影響

各處理中水、硫酸鉀、弱酸和強(qiáng)酸浸提的NH4+-N平均含量分別占總NH4+-N含量的1.0%、5.5%、57.8%和35.7%（圖1a），林分顯著影響水和強(qiáng)酸浸提土壤NH4+-N含量（表2），水和強(qiáng)酸浸提的 CAF土壤中 NH4+-N平均含量分別比 CUL高163.1%和 41.6%。凋落物顯著影響水和弱酸浸提NH4+-N，留凋處理比去凋處理分別高 47.4%和15.0%。氮添加僅對(duì)硫酸鉀浸提土壤NH4+-N有顯著影響，CUL-B中LN分別比CK、HN增加57.1%和35.0%。氮添加、林分和凋落物交互作用對(duì) 4種浸提劑浸提土壤NH4+-N影響不顯著。

表2 不同氮添加、林分、凋落物對(duì)土壤浸提氮組分的三因素方差分析Table 2 Results of three-factor ANOVA comparing nitrogen addition, forest types, litter and their interaction on NH4+-N, NO3--N, TSN and SON in different extracts

圖1 氮添加對(duì)不同浸提劑浸提土壤氮組分含量的影響Fig. 1 Effect of nitrogen addition on the soil NH4+-N (a), NO3--N (b), SON (c) and TSN (d) in soil extracts for two forests

2.2 凋落物和氮添加對(duì)不同浸提劑浸提森林土壤NO3--N含量的影響

各處理中水、硫酸鉀、弱酸和強(qiáng)酸浸提的NO3--N平均含量分別占總NO3--N含量的18.8%、0.8%、40.0%和40.3%。CUL土壤中水、硫酸鉀、弱酸和強(qiáng)酸浸提的NO3--N平均含量分別比CAF顯著高60.8%（P=0.004）、73.0%（P=0.003）、-14.4%（P=0.046）和-16.3%（P=0.013）（圖 1(b)，表 2）。凋落物顯著影響水和弱酸浸提以及強(qiáng)酸浸提的NO3--N。與留凋處理相比，去凋處理水浸提NO3--N平均含量顯著降低了51.8%，而弱酸和強(qiáng)酸分別顯著提高了 25.5%和19.3%。氮添加對(duì)水和硫酸鉀浸提的NO3--N有顯著影響，CAF-B土壤中浸提的總NO3--N含量表現(xiàn)為 LN顯著低于 CK，水浸提的NO3--N表現(xiàn)為HN顯著高于CK（118.4%）和LN（72.2%），而弱酸浸提的CK顯著高于LN（55.0%）。CUL-A中水和硫酸鉀浸提NO3--N平均含量表現(xiàn)為HN比CK分別顯著增加588.8%和158.7%。氮添加、林分和凋落物三者交互作用僅對(duì)弱酸浸提土壤NO3--N有顯著影響。

2.3 凋落物和氮添加對(duì)不同森林土壤浸提SON含量的影響

各處理中水、硫酸鉀、弱酸和強(qiáng)酸浸提的SON平均含量分別占總SON含量的0.6%、3.2%、60.0%和 36.2%（圖 1c）。林分顯著影響水、硫酸鉀和弱酸浸提的SON含量（表2），CAF中SON平均含量分別比CUL顯著高34.0%、117.9%和21.1%。與去凋處理相比，留凋處理中弱酸和強(qiáng)酸浸提 SON平均含量分別顯著增加13.6%和25.1%。氮添加對(duì)不同方法浸提的 SON的影響不顯著。氮添加和林分交互作用對(duì)硫酸鉀浸提的 SON有顯著影響。氮添加、林分和凋落物三者交互作用僅對(duì)水浸提的土壤SON有顯著影響。

2.4 凋落物和氮添加對(duì)不同森林土壤浸提TSN含量的影響

各處理中水、硫酸鉀、弱酸和強(qiáng)酸浸提的SON平均含量分別占總SON含量的1.2%、3.8%、58.7%和36.3%（圖1d）。林分顯著影響硫酸鉀、水和弱酸浸提的土壤 TSN（表 2），與 CUL土壤相比，CAF中硫酸鉀、水和弱酸浸提的TSN平均含量分別顯著增加 48.5%、13.3%和 13.1%。留凋處理中水、弱酸和強(qiáng)酸浸提的TSN平均含量比去凋處理分別顯著增加 26.4%、13.3%和 19.9%。氮添加僅對(duì)水浸提的土壤TSN有顯著影響，CUL-A中水浸提的TSN含量表現(xiàn)為HN顯著高于LN（77.0%）和CK（50.5%），CUL-A中總TSN表現(xiàn)為HN顯著高于CK（24.8%）。三者的交互作用對(duì)浸提的土壤TSN影響不顯著。

圖2 氮沉降和凋落物對(duì)不同土壤惰性氮指數(shù)IRN和MBN含量的影響Fig. 2 Effect of nitrogen addition and litter on inert nitrogen index (IRN, a) and the content of MBN(b) in soils

2.5 凋落物和氮添加對(duì)不同森林土壤 IRN和 MBN含量的影響

如圖 2(a)所示，林分對(duì) IRN影響不顯著。去凋處理中 IRN比留凋處理高 34.9%，氮添加顯著降低了 2種林分土壤中 IRN（P=0.000），降幅為64.7%～82.2%；去凋處理比留凋處理降幅更大，CAF-A和CUL-A土壤IRN均表現(xiàn)為HN顯著低于CK（73.5%和72.5%）。如圖2(b)所示，林分顯著影響MBN含量（P=0.000），CAF的MBN平均含量顯著高于 CUL（119.3%），且 CAF-B高于 CAF-A（38.5%，P=0.002）。氮添加對(duì)MBN含量的影響不顯著。

2.6 土壤浸提氮的相關(guān)性分析

由圖3可知，土壤微生物生物量氮與用水、硫酸鉀和弱酸浸提的SON含量具有顯著的正相關(guān)性。由R2可知，用弱酸浸提的SON對(duì)微生物的有效程度最高，其次為硫酸鉀和水，用強(qiáng)酸浸提的 SON對(duì)微生物的有效程度最低。

土壤各組分氮之間顯著的正相關(guān)性主要體現(xiàn)在不同的氮形態(tài)上；且水浸提組分與其他組分的相關(guān)性低于硫酸鉀浸提的（表 3）。水溶性和交換性NO3--N與SON呈負(fù)相關(guān)，而各組分NH4+-N與SON呈正相關(guān)（表4）。

3 討論

3.1 凋落物對(duì)不同土壤浸提劑浸提森林土壤氮組分的影響

圖3 土壤微生物生物量氮與土壤各浸提有機(jī)氮的相關(guān)性Fig. 3 Correlation analysis between soil microbial biomass nitrogen and soil extractable organic nitrogen

表3 不同浸提劑浸提氮組分、氮素之間的相關(guān)分析Table 3 Correlation analysis between different nitrogen components and nitrogen by different extracts solution

凋落物分解是土壤有效氮的重要來(lái)源。在2個(gè)林分中，留凋處理中浸提的土壤總 SON含量高于去凋處理，而凋落物中較難分解的木質(zhì)素、多酚等會(huì)影響 SON的釋放，說(shuō)明去凋處理相當(dāng)于去除了一部分外源 SON（楊秀虹等，2013）。去除凋落物減少養(yǎng)分輸入土壤，降低土壤持水能力，加快養(yǎng)分流失，最終導(dǎo)致土壤碳氮含量降低（鄭衛(wèi)國(guó)等，2011），這與本研究中留凋處理TSN含量顯著高于去凋處理的結(jié)果一致，而且也不利于惰性組分的累積。闊葉林凋落物現(xiàn)存量（表1）、留凋處理的可溶性有機(jī)氮（圖 1c）、MBN含量（圖 2b）和留凋處理SON占TSN的比例平均值均高于針葉林，因此，林分顯著影響土壤NH4+-N和NO3--N含量（表2）。本研究區(qū)羅浮栲天然林土壤活性有機(jī)質(zhì)中可溶性糖比杉木人工林高（高艷等，2014），說(shuō)明闊葉林土壤由活性有機(jī)氮礦化而來(lái)的無(wú)機(jī)氮含量比針葉林高。針葉樹(shù)種凋落物中含有較多難分解的、疏水性芳香族化合物，而闊葉樹(shù)種凋落物中含有較多易變的、親水性低分子量化合物。因此，闊葉林植物利用無(wú)機(jī)氮的有效性高，這些物質(zhì)的性質(zhì)差異在釋放和分解過(guò)程中也會(huì)造成土壤碳氮組分的不同（Kalbitz et al.，2003）。由于亞熱帶不同植被類型對(duì)土壤活性有機(jī)質(zhì)（微生物量碳氮、水溶性有機(jī)碳氮、輕組有機(jī)質(zhì)）有顯著影響（Wang et al.，2011），闊葉天然林中SON占TSN的比例顯著高于針葉林（閆聰微等，2012）。

Xing et al.（2010）發(fā)現(xiàn)土壤MBN與土壤SON呈顯著正相關(guān)，這與本研究結(jié)果一致（圖3），說(shuō)明微生物群落在森林土壤有機(jī)氮?jiǎng)討B(tài)轉(zhuǎn)化中扮演重要角色。Rovira et al.（2002）發(fā)現(xiàn) 13 mol·L-1H2SO4獲得的有機(jī)質(zhì)大多數(shù)為凋落物腐殖質(zhì)中較難分解的物質(zhì)，其中含有氧化縮合的氨基酸、多肽、酚類物質(zhì)和木質(zhì)素類等不易被微生物分解的物質(zhì)，故強(qiáng)酸性SON與MBN的相關(guān)性較弱。而用水、硫酸鉀和弱酸浸提的SON與MBN具有極顯著的正相關(guān)性（圖3），且Oades et al.（1979）用H2SO4分兩步水解土壤發(fā)現(xiàn)獲得的有機(jī)質(zhì)都主要來(lái)源于微生物，說(shuō)明這部分 SON顯著影響土壤微生物氮的固定和礦化，能夠?yàn)槲⑸锾峁┐罅康哪芰縼?lái)源。

3.2 氮添加對(duì)不同土壤浸提劑浸提森林土壤氮組分的影響

氮添加對(duì)各水溶性氮形態(tài)的影響不同。辛奇等（2017）發(fā)現(xiàn)，由于研究區(qū)域土壤氮貧瘠和植物生物量提高會(huì)增加植物對(duì)溶解性氮素的需求從而減弱水溶性氮對(duì)氮添加的響應(yīng)。本研究中，留凋羅浮栲林土壤浸提 NO3--N含量隨施氮量的增加而減少，氮添加提高土壤微生物活性從而加速了硝化進(jìn)程（華茜，2016），促進(jìn)NO3--N的利用（Kalbitz et al.，2003）和流失（Gundersen et al.，1998），使土壤氮含量減小。而留凋杉木林土壤浸提的總NO3--N和NH4+-N都隨施氮的增加而增加，可能是有效氮的增加會(huì)抑制杉木人工林中木質(zhì)素分解酶的產(chǎn)生，且NO3--N和NH4+-N都可能與木質(zhì)素或酚類化合物結(jié)合，形成難分解的腐殖化合物，降低氮分解速率，從而提高土壤氮積累（Berg et al.，1997；呂超群等，2007）。杉木林土壤中水溶性NO3--N含量隨氮添加量增加而顯著增加，而NH4+-N沒(méi)有明顯變化，可能原因是氮添加通過(guò)SON的增加來(lái)促進(jìn)異養(yǎng)硝化，使土壤NO3--N積累。植物生物量隨施氮量的增加而提高，多吸收的這部分NH4+-N與氮添加的部分NH4+-N抵消了，這與Gundersen et al.（1998）研究結(jié)果類似。

表4 不同氮組分中各氮素之間的相關(guān)分析Table 4 Correlation analysis between nitrogen in different nitrogen components

氮添加使得去凋杉木人工林水溶性 SON顯著降低，說(shuō)明外源氮添加可促進(jìn)土壤微生物分解凋落物（辛奇等，2017），以釋放更多的SON，或SON礦化增加水浸提的無(wú)機(jī)氮含量（圖 1）。裴廣廷等（2015）研究也發(fā)現(xiàn)，亞熱帶森林土壤中添加的低分子化合物（氨基酸）能迅速轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)氮，且氨基酸的半衰期較短（Ma et al.，2016）。VonLützow et al.（2007）發(fā)現(xiàn)酸溶液能有效酸解土壤中的碳水化合物和蛋白質(zhì)，剩下的相當(dāng)大一部分難酸解的惰性有機(jī)質(zhì)主要以未分解的木質(zhì)素結(jié)構(gòu)存在于土壤中。本研究發(fā)現(xiàn)，2個(gè)林分惰性氮指數(shù)在土壤中的含量隨施氮的增加而下降（圖2），酸解獲得的SON隨著施氮的增加而增加（圖1），可能原因是氮添加促進(jìn)土壤木質(zhì)素的降解，更容易產(chǎn)生溶解性的碳水化合物和含氮化合物。與本研究不同，Craine et al.（2007）認(rèn)為，在氮有效性較低的情況下，凋落物分解加快，以從惰性有機(jī)質(zhì)中獲取更多的氮。因此，氮添加降低土壤惰性氮指數(shù)是否是短期效應(yīng)還需要深入研究。

3.3 組分之間的關(guān)系

研究發(fā)現(xiàn)，用不同浸提劑浸提的土壤氮含量和特征不一樣，植物吸收和微生物分解利用的氮組分本身存在差異，因此，氮組分的變化被用來(lái)預(yù)測(cè)土壤SON礦化和氮流失（Zhong et al.，2003）。Chen et al.（2008）發(fā)現(xiàn)用水和鹽溶液浸提獲得的森林土壤SON含量變化范圍是1～448 mg·kg-1，本研究中水和硫酸鉀浸提的 SON也在此范圍，而用硫酸浸提的SON是382～1132 mg·kg-1，顯著高于這個(gè)水平，說(shuō)明酸解土壤氮組分可能是最大的SON庫(kù)，為其他形態(tài)氮的轉(zhuǎn)化提供氮源。本研究發(fā)現(xiàn)，用硫酸鉀浸提的NH4+-N和SON遠(yuǎn)高于用水浸提的，說(shuō)明土壤中有效的 NH4+-N（Murphy et al.，2000）和 SON（Chen et al.，2013）主要以交換態(tài)存在，影響土壤氮的有效性。由于水浸提的NO3--N與硫酸鉀浸提的呈正相關(guān)（r=0.695）（表3），說(shuō)明水溶性NO3--N主要受交換性的影響。而水浸提的 NH4+-N與硫酸鉀浸提的SON呈正相關(guān)（r=0.623）（表4），可能是交換性SON礦化形成的 NH4+-N因附著位置飽和而不能被就地保護(hù)從而進(jìn)入水中，導(dǎo)致水浸提的NH4+-N增多；然而這并不一定會(huì)增加水溶性 NO3--N，因?yàn)槠渑c硫酸鉀浸提的 SON 呈負(fù)相關(guān)（r=0.462）（表 4）?？梢?jiàn)，SON變化對(duì)NH4+-N的動(dòng)態(tài)的影響最直接，正如Eshetu et al.（2013）發(fā)現(xiàn)的被土壤粘土和粘粒聚合物保護(hù)的部分 SON可能為補(bǔ)充某部分氮而釋放到土壤中，Kalbitz et al.（2000）也發(fā)現(xiàn)土壤水溶性氮的形成依賴于交換性氮的分解速率。因此，僅用某一氮組分研究土壤碳氮轉(zhuǎn)化及其對(duì)氮沉降的響應(yīng)，會(huì)忽略組分特征的一些細(xì)微變化。不同組分中的氮以及不同形態(tài)氮之間存在的相互關(guān)系，還有待進(jìn)一步研究。正如氮添加對(duì)每一氮匯的影響可以解釋整個(gè)土壤氮素轉(zhuǎn)化對(duì)氮沉降響應(yīng)的差異（Chen et al.，2018），采用更加全面、系統(tǒng)的分級(jí)開(kāi)展氮組分研究可能對(duì)評(píng)估土壤氮的有效性、穩(wěn)定與貯存更為有效。

4 結(jié)論

（1）4種浸提劑浸提的土壤氮組分含量差異顯著，活性庫(kù)小，惰性庫(kù)大。用硫酸鉀、水浸提的SON與土壤微生物生物量呈顯著相關(guān)性，說(shuō)明土壤水溶性和交換性 SON是參與土壤中氮礦化和硝化作用的重要組分。

（2）水溶性氮對(duì)凋落物的響應(yīng)最明顯，留凋處理有利于惰性氮的分解，且林分顯著影響土壤有機(jī)氮庫(kù)的大小。

（3）在去凋杉木人工林中，氮添加促進(jìn)了土壤水溶性和交換性NO3—N的含量；土壤SON含量受施氮影響不明顯，而施氮顯著降低了土壤惰性氮，說(shuō)明氮添加對(duì)羅浮栲天然林和杉木人工林土壤活性和惰性氮組分的影響有所差異，闊葉天然林土壤氮組分對(duì)氮添加的響應(yīng)更明顯。