賀 佩,李 悅,江明兢,劉穎慧,*,杜 薇,張家琦,景海超

1 地表過程與資源生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部, 北京 100875 2 中國(guó)科學(xué)院退化生態(tài)系統(tǒng)植被恢復(fù)與管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)科學(xué)院華南植物園, 廣州 510650 3 六盤水市第一中學(xué), 六盤水 553000

礦物燃料燃燒、化學(xué)肥料生產(chǎn)使用以及畜牧農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展等人類活動(dòng)向大氣中排放了大量的活性氮化合物,生態(tài)系統(tǒng)因此由氮限制狀態(tài)過渡到氮飽和狀態(tài)[1]。從1980年到2010年我國(guó)氮沉降處于增加趨勢(shì)[2],現(xiàn)如今我國(guó)已發(fā)展成為繼歐美之后的世界第三大高氮沉降地區(qū)之一[3],總氮沉降年平均值已經(jīng)達(dá)到20.4 kg N/hm2[4],其中在內(nèi)蒙古錫林郭勒盟太仆寺旗已經(jīng)達(dá)到 34.3 kg N/hm2[5]。目前草地生態(tài)系統(tǒng)氮沉降研究主要集中于氮添加對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育、生態(tài)系統(tǒng)碳和氮素循環(huán)等方面的影響[6],對(duì)土壤理化性質(zhì)的長(zhǎng)期研究還不夠全面。中國(guó)內(nèi)蒙古草原占全國(guó)草原總面積的22%,具有典型的草原生態(tài)系統(tǒng)特征[7],相比植物群落和生產(chǎn)力等植物學(xué)特征的緩慢響應(yīng),土壤能夠控制生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分的循環(huán)、分布格局以及供給植被養(yǎng)分[8],土壤理化性質(zhì)對(duì)氮素增加的響應(yīng)可能更加直接和迅速[9]。因此需要更詳細(xì)地研究氮添加對(duì)草原土壤的影響,以了解草原土壤理化性質(zhì)對(duì)當(dāng)?shù)睾腿颦h(huán)境變化的響應(yīng)。

研究表明不同濃度、種類氮添加能夠顯著增加無機(jī)氮離子[9- 10],無機(jī)氮離子的硝化作用是導(dǎo)致氮添加對(duì)各類生態(tài)系統(tǒng)土壤不同程度酸化的主要原因[11]。關(guān)于氮添加對(duì)土壤有機(jī)碳的影響機(jī)理尚未清楚,由于不同地區(qū)背景、施氮種類等有差異導(dǎo)致對(duì)土壤有機(jī)碳含量有抑制[12]、不顯著[13]、促進(jìn)[14]的影響,對(duì)土壤中的全氮含量大多數(shù)研究無顯著影響[12]。氮添加對(duì)微生物量碳氮含量有促進(jìn)[15]、不顯著[16]和抑制[17]的影響,也有研究表明氮添加對(duì)微生物量碳含量成單峰曲線變化[18]。土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)的變化緩慢,目前研究表明氮添加對(duì)土壤質(zhì)地的影響差異不顯著[19],而土壤團(tuán)聚結(jié)構(gòu)主要是依靠土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)施氮的變化影響不同土層膠體數(shù)量及其穩(wěn)定性從而促進(jìn)土壤大團(tuán)聚體含量,也有研究[20]認(rèn)為增水對(duì)形成團(tuán)聚體的影響大于施氮的作用,而施氮對(duì)團(tuán)聚體組分并沒有顯著影響。

土壤剖面能很好地記錄土壤理化性質(zhì)變化[21],草原生態(tài)系統(tǒng)土壤碳氮含量一般隨土壤深度的增加而下降[22],具有表聚現(xiàn)象[23]。生物和非生物因子會(huì)隨著土壤深度變化,對(duì)氮添加的響應(yīng)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化[24],例如周紀(jì)東等[13]發(fā)現(xiàn)氮添加對(duì)表層土壤的酸化速率高于下層土壤,土壤表層植被及微生物較多,且礦化、硝化作用等依靠微生物活動(dòng)的循環(huán)過程主要發(fā)生在土壤表層[13],隨土壤深度增加環(huán)境趨于穩(wěn)定[22]。Heitkotter等[25]發(fā)現(xiàn)氮添加增加表層土和上層底土的碳循環(huán),對(duì)底層土沒有影響,而降低10—20 cm土層全氮含量,對(duì)表層土無影響[26]。也有研究發(fā)現(xiàn)氮添加對(duì)不同土層影響差異不大,例如蘇潔瓊等[9]研究發(fā)現(xiàn)氮添加均提高荒漠草原不同土層有機(jī)質(zhì)、全氮和無機(jī)氮離子含量；氮添加提高各層土壤機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體,改善土壤侵蝕狀況[8]。

氮添加時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響也出現(xiàn)不一樣的結(jié)果,短時(shí)間的氮添加在一定程度能夠緩解氮限制從而顯著地促進(jìn)微生物量碳氮含量[15],而長(zhǎng)時(shí)間的氮添加會(huì)通過導(dǎo)致土壤的酸化等原因從而減少土壤微生物量[12,27]。在全球氣候變化的大背景下,由于氣候條件不同以及年際變化等因素,土壤理化性質(zhì)對(duì)氮添加種類及水平[10]、時(shí)間[12]、頻率[13]的響應(yīng)都具有不確定性。然而目前研究多評(píng)估短期氮添加試驗(yàn)對(duì)表層土壤性質(zhì)的影響,因此通過長(zhǎng)期控制試驗(yàn)來分析氮添加對(duì)土壤理化性質(zhì)沿土壤剖面的垂直變化來反映溫帶典型草原土壤對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)能夠在一定程度上排除偶然因素,其研究結(jié)果更具有說服力[12]。

綜上,本文通過在內(nèi)蒙古草原生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行14年的氮添加試驗(yàn)研究氮添加對(duì)溫帶草原不同土層碳氮組分及物理結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期影響效應(yīng),進(jìn)一步為草原土壤理化性質(zhì)對(duì)全球氮沉降的響應(yīng)機(jī)制提供理論依據(jù)。本文提出兩點(diǎn)科學(xué)假設(shè)：(1)長(zhǎng)期氮添加會(huì)酸化土壤降低微生物量從而影響土壤碳氮組分和物理結(jié)構(gòu)；(2)長(zhǎng)期氮添加對(duì)土壤碳氮組分及物理結(jié)構(gòu)的影響隨土壤深度增加而減弱。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 研究區(qū)概況

研究樣地位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟多倫縣(115°50′—116°55′E,41°46′—42°39′N)城南30 km處的中國(guó)科學(xué)院植物研究所多倫恢復(fù)生態(tài)學(xué)試驗(yàn)示范研究站十三里灘基地。十三里灘基地海拔在1150—1800 m之間,年平均氣溫為2.1 ℃,年平均降水量為385.5 mm,年平均風(fēng)速為3.65 m/s,屬于溫帶半干旱向半濕潤(rùn)過渡的典型大陸性氣候。土壤類型主要是栗鈣土,占土地總面積的70%,砂、粉砂和粘土分別占比62.7%、20.3%和17.0%。土壤有機(jī)質(zhì)含量為1%—3%,平均土壤容重1.31 g/cm3,土壤pH為6.84。天然植被主要以典型草原植被為主,優(yōu)勢(shì)植物包括克氏針茅(Stipakrylovii)、羊草(Leymuschinensis)、冰草(Agropyroncristatum)和冷蒿(Artemisiafrigida)等[28]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

內(nèi)蒙古多倫縣中國(guó)科學(xué)院植物研究所多倫恢復(fù)生態(tài)學(xué)試驗(yàn)示范研究站十三里灘基地于2003年7月設(shè)置施肥樣地,每個(gè)施肥處理小區(qū)面積為15 m×10 m,各樣地間緩沖帶為4 m。運(yùn)用拉丁方設(shè)計(jì)的方法設(shè)置8個(gè)樣地施氮梯度,分別為0、1、2、4、8、16、32和64 g N m-2a-1,在每年的生長(zhǎng)季中下旬施1次尿素。本研究選取N0(0 g N m-2a-1)、N2(2 g N m-2a-1)、N4(4 g N m-2a-1)、N8(8 g N m-2a-1)、N16(16 g N m-2a-1)和N32(32 g N m-2a-1)共6種施氮濃度,每種濃度選取4個(gè)重復(fù)樣地。

圖1 樣地示意圖Fig.1 Sample plotsN0, N1, N2, N4, N8, N16, N32, N64分別表示施氮濃度0, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 g N m-2 a-1

1.3 樣品采集及分析

2017年7月在每個(gè)樣地隨機(jī)選取4個(gè)樣點(diǎn)使用直徑3 cm的土鉆獲取地表0—40 cm土壤,將四個(gè)土樣分成0—10 cm、10—20 cm和20—40 cm三層,不同土層的土樣分別混合,過2 mm篩后放入-20 ℃冷凍保存,于室內(nèi)進(jìn)行碳氮組分、物理結(jié)構(gòu)等指標(biāo)的測(cè)定。

土壤pH值用pH計(jì)(PB- 10, China, Sartorius)測(cè)定；土壤經(jīng)雙氧水消煮后用貝克曼激光粒度分析儀(LS13 320,USA, Beckman Coulter)測(cè)定土壤粒徑[29],通過分形維數(shù)的計(jì)算來表征土壤質(zhì)地的粗細(xì)程度；用薩維諾夫干篩法,使用震蕩分析儀(As450 control, Germany,Retsch Technology)測(cè)定2—0.25 mm、0.25—0.053 mm和0.053—0 mm的土壤團(tuán)聚體組分[30]；土壤經(jīng)過10%鹽酸浸泡、洗酸后用元素分析儀(vario MAX CN, Germany, Elementar)測(cè)定總有機(jī)碳、全氮[31]；土壤經(jīng)40 mL 0.5 mol/L的K2SO4溶液浸提,浸提液經(jīng)振蕩、離心、過濾后用于流動(dòng)分析儀(XY- 2 Sampler, Germany, Seal)測(cè)定土壤無機(jī)氮離子；土壤微生物量碳、氮采用氯仿熏蒸浸提法,浸提液于TOC分析儀(TOC-L CPN,日本島津)測(cè)定,土壤微生物量碳轉(zhuǎn)化系數(shù)為0.45,土壤微生物量氮轉(zhuǎn)化系數(shù)為0.54[32]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析；數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(Mean ± SE)的方式表示；各指標(biāo)不同深度以及不同氮添加濃度之間進(jìn)行單因素方差分析,土壤深度和氮添加對(duì)各指標(biāo)的影響進(jìn)行雙因素方差分析,使用相關(guān)分析來探討土壤酸堿度、土壤養(yǎng)分等各項(xiàng)指標(biāo)與氮添加濃度、土壤深度之間的關(guān)系,顯著水平采用P<0.05；使用Sigma Plot 12.0軟件進(jìn)行圖形繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮添加對(duì)土壤酸堿度及碳氮組分的影響

土壤剖面整體上pH值隨氮添加濃度增加從6.62降低到5.87(圖2),N32比N0下降了11.40%,pH值與氮添加濃度顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。其中0—10 cm土層pH值N32相比N0下降了27.63%,且與氮添加濃度顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),10—40 cm土層不同梯度氮添加處理pH值差異不顯著,pH均值為6.51。隨氮添加濃度增加酸化程度逐漸加強(qiáng),且酸化效應(yīng)主要發(fā)生在0—10 cm土層。

圖2 氮添加對(duì)不同土層土壤酸堿度的影響Fig.2 Effect of nitrogen addition on soil pH in different soil layers不同大寫字母表示相同土層深度不同氮添加濃度之間差異顯著(P<0.05)；不同小寫字母表示相同氮添加濃度不同土層深度之間差異顯著(P<0.05)

由圖3可見,同一土壤深度不同氮添加處理對(duì)土壤總有機(jī)碳含量影響不顯著。但相較于N0而言,N2、N4、N8、N16和N32土壤總有機(jī)碳平均含量分別上升了17.07%、17.74%、15.25%、12.93%和9.65%。而0—10 cm土層的總有機(jī)碳含量平均為21.80 g/kg,是20—40 cm土層的5.07倍。土壤全氮含量變化趨勢(shì)與總有機(jī)碳相似,0—10 cm土層全氮含量平均為2.05 g/kg,是20—40 cm土層含量的3.87倍。同一土壤深度不同梯度氮添加處理土壤TOC/TN差異不顯著,0—10 cm土層TOC/TN平均為10.61,顯著高于20—40 cm土層(平均為8.08)。

圖3 氮添加對(duì)不同土層土壤總有機(jī)碳、全氮及微生物量碳、氮的影響Fig.3 Effects of nitrogen addition on total organic carbon, total nitrogen and microbial biomass carbon and nitrogen in different soil layers不同大寫字母表示相同土層深度不同氮添加濃度之間差異顯著(P<0.05)；不同小寫字母表示相同氮添加濃度不同土層深度之間差異顯著(P<0.05)

0—10 cm土層N16、N32濃度氮添加顯著抑制微生物量碳含量,10—40 cm土層不同梯度氮添加處理土壤微生物量碳差異不顯著。微生物量碳含量在整體平均水平上,相比于N0,N2、N4、N8、N16和N32氮添加分別下降了1.17%、0.03%、29.07%、39.28%和44.62%。0—10 cm土層微生物量碳平均含量為499.53 mg/kg,是10—40 cm土層的8.41倍。同一土壤深度不同梯度氮添加處理土壤微生物量氮含量、MBC/MBN差異不顯著,但氮添加在整體上有抑制微生物量氮含量和MBC/MBN的趨勢(shì)(表2)。

氮添加顯著促進(jìn)銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量(圖4),N32處理下的銨態(tài)氮含量整體上比N0顯著增加了49.06%,0—10 cm土層銨態(tài)氮含量平均為4.26 g/kg,顯著高于20—40 cm土層(2.23 g/kg)；硝態(tài)氮含量整體上N32比N0增加了11.21倍,與氮添加濃度顯著正相關(guān)(P<0.05),0—10 cm土層硝態(tài)氮含量平均為5.88 g/kg,顯著低于20—40 cm土層(11.43 g/kg),與土壤深度顯著正相關(guān)(P<0.05)。無機(jī)氮離子總量與氮添加濃度顯著正相關(guān),整體上N32比N0上升17.90%,0—10 cm土層無機(jī)氮含量平均為10.14 g/kg,顯著低于20—40 cm土層(平均為13.67 g/kg)。銨態(tài)氮硝態(tài)氮比值隨氮添加濃度增加而減小,隨土壤深度增加不同土層相關(guān)系數(shù)分別為-0.150(P>0.05)、-0.501(P<0.05)和-0.633(P<0.01)。

圖4 氮添加對(duì)不同土層土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、無機(jī)氮離子及銨態(tài)氮硝態(tài)氮比值的影響Fig.4 Effects of nitrogen addition on ammonium nitrogen, nitrate nitrogen, inorganic nitrogen ion and ratio in different soil layers不同大寫字母表示相同土層深度不同氮添加濃度之間差異顯著(P<0.05)；不同小寫字母表示相同氮添加濃度不同土層深度之間差異顯著(P<0.05)

2.2 氮添加對(duì)土壤粒徑、團(tuán)聚體的影響

對(duì)土壤粒徑分析得到小于2 mm的七個(gè)粒徑組成區(qū)間百分含量(表1),同一土壤深度不同梯度氮添加處理土壤粒度分形維數(shù)D差異不顯著(P>0.05),土壤剖面從上到下土壤黏粒從3.60%—1.42%遞減、砂粒從53.34%—78.86%遞增、粉粒從43.06%—19.72%遞減,土壤質(zhì)地從砂質(zhì)壤土到壤質(zhì)砂土變化,同一氮添加處理下上層土壤粒度分形維數(shù)D顯著大于下層土壤,從2.54減少至2.40(P<0.05)。

表1 不同土層深度與不同氮添加濃度下土壤粒徑組成

同一土壤深度不同梯度氮添加處理土壤團(tuán)聚體組分差異不顯著(P>0.05)(圖5),0—10 cm土層N16、N32氮濃度處理土壤的黏粉粒含量相比于對(duì)照組分別上升了12.8%、22.5%,而20—40 cm土層N32黏粉粒含量比N0低27.2%。0—10 cm土層中大團(tuán)聚體(2—0.25 mm)占比53.13%、小團(tuán)聚體(0.25—0.053 mm)占比34.35%、粉黏粒(0.053—0 mm)占比12.52%；各團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)從大到小分別占整體的55.7%、34.7%和9.6%,本研究區(qū)內(nèi)主要以大團(tuán)聚體(2—0.25 mm)為主。

圖5 氮添加對(duì)不同土層土壤團(tuán)聚體組分的影響Fig.5 Effect of nitrogen addition on soil aggregate composition in different soil layers不同大寫字母表示相同土層深度不同氮添加濃度之間差異顯著 (P<0.05)

2.3 氮添加后土壤理化性質(zhì)相互關(guān)系

Pearson相關(guān)分析表明,土壤酸堿度、微生物量碳與氮添加濃度顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),無機(jī)氮離子含量、硝態(tài)氮與氮添加濃度顯著正相關(guān)(P<0.01),銨態(tài)氮與氮添加濃度顯著正相關(guān)(P<0.05)。土壤酸堿度與土壤總有機(jī)碳、全氮含量顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),而總有機(jī)碳、全氮與銨態(tài)氮含量顯著正相關(guān)(P<0.01)、與硝態(tài)氮含量顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。對(duì)于長(zhǎng)期不同氮添加濃度處理的土壤,物理性質(zhì)與土壤深度顯著相關(guān)(表4),隨土壤深度增加,氮添加對(duì)土壤酸化程度也顯著減弱。

不同土層中土壤理化性質(zhì)之間的相關(guān)關(guān)系表明微生物量碳與氮添加濃度僅在0—10 cm土層顯著負(fù)相關(guān),不同土層土壤無機(jī)氮含量與氮添加濃度均顯著正相關(guān)(P<0.01)(表3),但其中銨態(tài)氮與氮添加濃度僅在0—10 cm土層顯著相關(guān)(P<0.01),而硝態(tài)氮含量與氮添加濃度在不同土層均顯著正相關(guān)(P<0.01)。土壤營(yíng)養(yǎng)元素含量主要表現(xiàn)在無機(jī)氮與土壤酸堿度顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),但在0—10 cm土層土壤酸堿度與銨態(tài)氮硝態(tài)氮比值正相關(guān)關(guān)系不顯著。土壤營(yíng)養(yǎng)元素含量與土壤粒度分形維數(shù)表征無顯著相關(guān)關(guān)系,但在10—20 cm、20—40 cm土層中黏粉粒含量與總有機(jī)碳及全氮顯著正相關(guān)。

表2 土壤理化性質(zhì)相關(guān)關(guān)系

表3 不同土層理化性質(zhì)相互關(guān)系

2.4 氮添加與土壤深度對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

關(guān)于氮添加、土壤深度對(duì)土壤理化性質(zhì)的雙因素方差分析表明,氮添加與土壤深度對(duì)土壤酸堿度、土壤無機(jī)氮、微生物量碳具有顯著的交互效應(yīng)(P<0.01)。其中土壤深度對(duì)各項(xiàng)理化性質(zhì)指標(biāo)均有影響,而氮添加則對(duì)土壤酸堿度、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、土壤無機(jī)氮、微生物量碳和MBC/MBN具有顯著影響(P<0.01),且氮添加對(duì)土壤無機(jī)氮含量、硝態(tài)氮的影響具有主效應(yīng)(表4)。

表4 土壤理化性質(zhì)與土層深度、氮添加濃度的雙因素方差分析(F值)

通過對(duì)土壤整體剖面理化性質(zhì)與氮添加處理進(jìn)行相關(guān)分析并建立回歸方程(圖6),結(jié)果表明：在氮添加處理下,土壤酸堿度、微生物量碳、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮及氨態(tài)氮硝態(tài)氮比值與氮添加有顯著的指數(shù)回歸關(guān)系(P<0.05),R2在0.66—0.97,土壤粒度維數(shù)和土壤黏粉粒含量與氮添加濃度回歸關(guān)系不顯著。氮添加對(duì)土壤總有機(jī)碳、全氮含量有先增后降低的趨勢(shì),對(duì)TOC/TN有增加趨勢(shì),但均不顯著,氮添加顯著抑制微生物量碳含量,對(duì)微生物量氮、MBC/MBN抑制效應(yīng)不顯著,氮添加顯著增加無機(jī)氮含量,其中銨態(tài)氮、硝態(tài)氮與氮添加顯著正回歸、氨態(tài)氮硝態(tài)氮比值與氮添加有顯著負(fù)回歸關(guān)系。

圖6 氮添加對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響Fig.6 Effects of soil physical and chemical properties to nitrogen addition

本研究取樣時(shí)間為氮添加14年后,為了進(jìn)一步分析氮添加時(shí)長(zhǎng)對(duì)于土壤理化性質(zhì)的影響,本文補(bǔ)充了氮添加2年(2005年)、7年(2010年)、11年(2014年)0—10 cm土層相關(guān)指標(biāo)的數(shù)據(jù)[33- 35],對(duì)比氮添加不同時(shí)長(zhǎng)對(duì)土壤碳氮組分的影響(圖7)。在不同時(shí)間氮添加處理下,隨氮添加濃度增加土壤酸堿度、微生物量碳及微生物量氮含量下降,銨態(tài)氮及硝態(tài)氮含量上升。其中土壤酸堿度、微生物量碳隨施氮時(shí)間及施氮量的增加均顯著降低,微生物量氮含量與氮添加濃度在2005年、2010年顯著負(fù)相關(guān),2017年不顯著負(fù)相關(guān)。銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量與氮添加濃度在不同年份均顯著正相關(guān)(P<0.05),與施氮年份不顯著正相關(guān)(P>0.05)。土壤總有機(jī)碳、全氮含量與氮添加濃度在2005年顯著正相關(guān)(R2=0.908,R2=0.953,P<0.05),在2010年與2014年不顯著正相關(guān),在2017年不顯著負(fù)相關(guān)。

圖7 不同年限氮添加對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響Fig.7 Effects of nitrogen addition in different years on soil physical and chemical properties

3 討論

3.1 長(zhǎng)期氮添加對(duì)土壤酸堿度及碳氮組分的影響

在全球氮沉降加劇的背景下,研究環(huán)境的不同對(duì)相應(yīng)研究結(jié)論造成一定差異。土壤酸堿度是影響微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的主要因素[13],大量氮添加試驗(yàn)表明[12]不同年份氮肥添加顯著酸化土壤,本研究施氮處理顯著降低了土壤酸堿度,且對(duì)表層土壤的酸化程度高于下層土,可能是氮添加通過降低可交換性陽離子含量以及抑制有效陽離子交換能力來減弱土壤酸緩沖能力從而酸化土壤[36]。

土壤碳、氮組分是草地生態(tài)系統(tǒng)表征土壤營(yíng)養(yǎng)狀況的重要指標(biāo),本研究中相比對(duì)照組,14年氮添加處理對(duì)土壤總有機(jī)碳、全氮有不顯著促進(jìn)作用,且大于7年氮添加處理影響差異均不顯著,可能是因?yàn)槭┑却龠M(jìn)了地上植被生物量及初級(jí)生產(chǎn)力,也促進(jìn)了土壤有機(jī)質(zhì)的分解。同樣周紀(jì)東等[13]研究表明氮添加對(duì)溫帶草原土壤全碳、全氮含量無顯著影響。鄭海霞等[37]、魏金明等[38]研究認(rèn)為施氮加快土壤有機(jī)氮分解的同時(shí)也促進(jìn)植物對(duì)土壤無機(jī)氮的吸收和利用,所以施氮對(duì)全氮并沒有顯著的影響。

土壤微生物量碳、氮是土壤有機(jī)元素中最活躍的部分,能夠反映土壤微生物的數(shù)量,體現(xiàn)土壤微生物活性[39]。研究表明在高寒草地施氮降低微生物量碳[32],而大于7年的高濃度氮添加(N16、N32)對(duì)微生物量碳具有顯著抑制作用,與王長(zhǎng)廷等[18]在青海高寒草甸研究發(fā)現(xiàn)隨施肥濃度的增加,微生物量碳含量先增后減相似。短期施氮能夠滿足氮限制狀態(tài)的土壤微生物對(duì)氮素的需求,在氮添加初期增強(qiáng)微生物對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的分解活動(dòng),長(zhǎng)期施氮通過降低土壤酸堿度從而會(huì)降低土壤微生物酶活性,導(dǎo)致在氮添加末期降低微生物及其對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的分解[40]。而王志瑞等[16]研究認(rèn)為微生物對(duì)短期氮添加不敏感可能是因?yàn)橛袡C(jī)質(zhì)含量較高,因此適宜濃度的長(zhǎng)期氮添加能夠促進(jìn)土壤營(yíng)養(yǎng)元素循環(huán),從而加速了各環(huán)節(jié)的能量流動(dòng),過量氮添加會(huì)顯著地抑制微生物活性[18]。

占土壤全氮95%的土壤有機(jī)氮是氮庫中的主要存在形態(tài),有機(jī)氮需要礦化成無機(jī)氮才容易被植物吸收利用[41],氮添加通過自身氮素的分解以及促進(jìn)有機(jī)氮的礦化作用從而增加銨態(tài)氮含量[41]。研究表明氮添加能夠顯著增加銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量,如王晶等研究表明退化草原中土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量與氮添加濃度呈顯著正相關(guān)關(guān)系[42]。不同年份氮添加均顯著增加無機(jī)氮含量[33,43],本研究氮添加土壤表層主要增加銨態(tài)氮含量,而在氮添加深層土壤以增加硝態(tài)氮為主。由于本研究中施加的氮肥是尿素,尿素能夠分解釋放增加土壤中銨態(tài)氮含量,同時(shí)在微生物群落的驅(qū)動(dòng)下發(fā)生硝化反應(yīng)從而增加硝態(tài)氮含量[11]。

3.2 長(zhǎng)期氮添加對(duì)土壤物理結(jié)構(gòu)的影響

不同級(jí)別土粒含量的組合構(gòu)成了不同的土壤質(zhì)地類型,通過影響土壤水力、肥力以及侵蝕狀況等影響土壤的理化生過程[44]。研究認(rèn)為施肥并沒有對(duì)土壤顆粒產(chǎn)生影響[44],而土壤的耕作方式[45]以及不同的植物群落[46]是造成土壤侵蝕情況及養(yǎng)分流動(dòng)從而改變土壤結(jié)構(gòu)的主要原因。本研究中長(zhǎng)期施氮處理降低了土壤粒度分形維數(shù),但不同濃度氮處理下的土壤粒度分形維數(shù)差異不顯著,表明土壤顆粒的均勻程度并未受到氮添加的影響,可能是由于土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且變化緩慢,氮肥添加還不足以改變土壤的質(zhì)地結(jié)構(gòu)。

土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)有利于養(yǎng)分的積累,是評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)[47],郭虎波等[48]研究發(fā)現(xiàn)適量濃度的氮添加能提高大團(tuán)聚體(>0.25 mm)的含量以及團(tuán)聚體平均重量直徑,在森林生態(tài)系統(tǒng)中土壤有機(jī)質(zhì)的大量輸入可能是氮添加促進(jìn)團(tuán)聚體形成的主要原因。李明等[49]研究表明氮添加增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量,可能會(huì)通過促進(jìn)植物根系、土壤粘粒和菌絲粘連從而促進(jìn)大團(tuán)聚體的形成[50]。本研究大、小團(tuán)聚體含量在各氮添加濃度之間差異不顯著,與Wang等[51]研究相似,可能是草原植物根系對(duì)氮添加的響應(yīng)和土壤真菌活性降低共同作用的結(jié)果,也可能是由于草原植被產(chǎn)生的枯落物轉(zhuǎn)換成腐殖質(zhì)較少,降低了植物根系及共生菌對(duì)土壤的機(jī)械纏繞作用從而影響團(tuán)聚體的形成[52]。因此今后氮添加對(duì)草原生態(tài)系統(tǒng)土壤物理結(jié)構(gòu)影響的因素可以進(jìn)一步研究腐殖層有機(jī)質(zhì)及植物群落對(duì)土壤團(tuán)聚體形成的影響。

3.3 長(zhǎng)期氮添加對(duì)不同土層土壤理化性質(zhì)的影響

氮添加增加無機(jī)氮離子,在硝化反應(yīng)等作用下產(chǎn)生的氫離子與土壤膠體表面吸附的鹽基離子發(fā)生交換,導(dǎo)致氫離子吸附聚集在土壤膠體表面[13],改變植物對(duì)離子的吸收以及改變土壤中鹽基離子濃度從而導(dǎo)致土壤的酸化[53]。硝化作用往往發(fā)生在微生物較多土壤表層,所以本研究中土壤酸化程度隨土壤深度增加而減弱,這與周紀(jì)東等[13]在內(nèi)蒙古溫帶草原的施氮結(jié)果相同。土壤pH的降低與氮素分解及銨態(tài)氮氧化硝化緊密相關(guān),適宜濃度的氮添加能夠?qū)Φ拗茽顟B(tài)的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行氮素補(bǔ)充并調(diào)節(jié)土壤pH,從而更加適應(yīng)植物群落及土壤微生物群落的活動(dòng),相反高濃度氮添加時(shí)植物群落對(duì)無機(jī)氮的需求會(huì)達(dá)到飽和。本研究整體上隨氮添加濃度增加銨態(tài)氮增加量小于硝態(tài)氮增加量且硝態(tài)氮與土壤深度正相關(guān),可能是銨態(tài)氮進(jìn)一步硝化氧化成硝態(tài)氮,隨水分下滲增加深層土壤硝態(tài)氮[54],雙因素分析進(jìn)一步證明了氮添加與土壤深度對(duì)無機(jī)氮離子具有顯著的交互影響效應(yīng)。

在草地生態(tài)系統(tǒng)中,植被根系集中分布在土壤表層,地表凋落物的分解也主要發(fā)生在土壤表層[23],從而使土壤總有機(jī)碳、全氮和微生物量碳等元素含量隨土壤深度增加而減少,本研究的這種表聚現(xiàn)象與李占斌等[55]的研究相似。而土壤碳、氮庫是一個(gè)較為穩(wěn)定、變化緩慢的過程[13],氮添加并未改變土壤總有機(jī)碳、全氮的垂直分布規(guī)律,可能是有機(jī)碳不同來源對(duì)氮可利用性變化響應(yīng)存在一定的差異[23],而土壤總有機(jī)碳、全氮的不顯著增加或許說明氮添加在一定程度上能夠促進(jìn)土壤理化性質(zhì)的改良。本研究土壤深度是土壤微生物量碳氮含量減少的主效應(yīng),氮添加對(duì)微生物量碳氮的抑制作用在0—10 cm土層要大于10—40 cm土層,也表明土壤表層微生物的活躍程度會(huì)被高濃度氮添加導(dǎo)致的土壤酸化而抑制。

長(zhǎng)期氮添加對(duì)不同土層的粒度分形維數(shù)及團(tuán)聚體比例的影響不顯著,但在0—10 cm土層黏粉粒含量與銨態(tài)氮顯著正相關(guān),在20—40 cm土層黏粉粒含量與總有機(jī)碳顯著正相關(guān),可能是粘粉粒對(duì)銨態(tài)氮、有機(jī)碳元素起到吸附和隔離的作用從而產(chǎn)生相互關(guān)系[56]。土壤物理結(jié)構(gòu)的變化需要經(jīng)過十分復(fù)雜而又緩慢的過程,氮沉降通過改變植物生長(zhǎng)、微生物活性劑有機(jī)質(zhì)儲(chǔ)量等眾多因素而影響土壤物理作用[52],因此氮素添加對(duì)土壤物理結(jié)構(gòu)影響的因素還需要進(jìn)一步長(zhǎng)期的研究。

4 結(jié)論

本研究通過連續(xù)14年對(duì)內(nèi)蒙古溫帶典型草原進(jìn)行長(zhǎng)期氮添加試驗(yàn),研究氮沉降對(duì)溫帶典型草原土壤理化性質(zhì)的影響。長(zhǎng)期氮添加通過增加土壤無機(jī)氮離子顯著地酸化表層土壤,降低土壤表層微生物量碳含量；氮添加對(duì)土壤碳氮組分的影響在表土比在深層土更大,對(duì)硝態(tài)氮含量增加的影響深層土要比表層土大,土壤碳氮組分在適宜濃度氮添加的增加趨勢(shì)說明氮添加在一定程度上可能促進(jìn)土壤理化性質(zhì)的改良；氮添加對(duì)各土層土壤粒度分形維數(shù)及土壤團(tuán)聚體影響不顯著,由于土壤結(jié)構(gòu)的變化相對(duì)緩慢,氮添加對(duì)土壤物理結(jié)構(gòu)的影響還需要長(zhǎng)時(shí)間的深入研究。此外,本研究關(guān)注的是尿素添加對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期影響,今后的研究可關(guān)注不同氮素種類添加對(duì)土壤理化性質(zhì)的長(zhǎng)期影響。

致謝：感謝中國(guó)科學(xué)院植物研究所多倫恢復(fù)生態(tài)學(xué)試驗(yàn)示范研究站對(duì)本研究野外試驗(yàn)工作的支持。

參考文獻(xiàn)(References):

[1] Galloway J N. The global nitrogen cycle: changes and consequences. Environmental Pollution, 1998, 102(1): 15- 24.

[2] Liu X J, Zhang Y, Han W X, Tang A H, Shen J L, Cui Z L, Vitousek P, Erisman J W, Goulding K, Christie P, Fangmeier A. Enhanced nitrogen deposition over China. Nature, 2013, 494(7438): 459- 462.

[3] Galloway J N. The global nitrogen cycle: past, present and future. Science in China Series C: Life Sciences, 2005, 48(2): 669- 678.

[4] Yu G R, Jia Y L, He N P, Zhu J X, Chen Z, Wang Q F, Piao S L, Liu X J, He H L, Guo X B, Wen Z, Li P, Ding G A, Goulding K. Stabilization of atmospheric nitrogen deposition in China over the past decade. Nature Geoscience, 2019, 12(6): 424- 429.

[5] 張菊, 康榮華, 趙斌, 黃永梅, 葉芝祥, 段雷. 內(nèi)蒙古溫帶草原氮沉降的觀測(cè)研究. 環(huán)境科學(xué), 2013, 34(9): 3552- 3556.

[6] Liu X J, Duan L, Mo J M, Du E Z, Shen J L, Lu X K, Zhang Y, Zhou X B, He C, Zhang F S. Nitrogen deposition and its ecological impact in China: an overview. Environmental Pollution, 2011, 159(10): 2251- 2264.

[7] 沈?；? 朱言坤, 趙霞, 耿曉慶, 高樹琴, 方精云. 中國(guó)草地資源的現(xiàn)狀分析. 科學(xué)通報(bào), 2016, 61(2): 139- 154.

[8] 劉曉東, 尹國(guó)麗, 武均, 陳建綱, 馬隆喜, 師尚禮. 青藏高原東部高寒草甸草地土壤物理性狀對(duì)氮元素添加的響應(yīng). 草業(yè)學(xué)報(bào), 2015, 24(10): 12- 21.

[9] 蘇潔瓊, 李新榮, 鮑婧婷. 施氮對(duì)荒漠化草原土壤理化性質(zhì)及酶活性的影響. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 25(3): 664- 670.

[10] 李陽, 徐小惠, 孫偉, 申顏, 任婷婷, 黃建輝, 王常慧. 不同形態(tài)和水平的氮添加對(duì)內(nèi)蒙古草甸草原土壤凈氮礦化潛力的影響. 植物生態(tài)學(xué)報(bào), 2019, 43(2): 174- 184.

[11] 賀紀(jì)正, 張麗梅. 土壤氮素轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵微生物過程及機(jī)制. 微生物學(xué)通報(bào), 2013, 40(1): 98- 108.

[12] 喬江, 趙建寧, 王慧, 李玉潔, 于雯超, 楊殿林. 施氮肥對(duì)草原生態(tài)系統(tǒng)影響的研究進(jìn)展. 草原與草業(yè), 2013, 25(2): 22- 28.

[13] 周紀(jì)東, 史榮久, 趙峰, 韓斯琴, 張穎. 施氮頻率和強(qiáng)度對(duì)內(nèi)蒙古溫帶草原土壤pH及碳、氮、磷含量的影響. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2016, 27(8): 2467- 2476.

[14] 江晶, 武均, 張仁陟, 董博, 蔡立群. 碳氮添加對(duì)雨養(yǎng)農(nóng)田土壤全氮、有機(jī)碳及其組分的影響. 水土保持學(xué)報(bào), 2019, 33(3): 215- 220, 227- 227.

[15] 朱瑞芬, 唐鳳蘭, 劉杰淋, 劉鳳歧, 陳積山. 羊草草甸草原土壤微生物生物量碳氮對(duì)短期施氮的響應(yīng). 草地學(xué)報(bào), 2016, 24(3): 553- 558.

[16] 王志瑞, 楊山, 馬銳驁, 王汝振, 馮雪, 李慧, 姜勇. 內(nèi)蒙古草甸草原土壤理化性質(zhì)和微生物學(xué)特性對(duì)刈割與氮添加的響應(yīng). 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2019, 30(9): 3010- 3018.

[17] Zhao Q, Zeng D H. Nitrogen addition effects on tree growth and soil properties mediated by soil phosphorus availability and tree species identity. Forest Ecology and Management, 2019, 449: 117478.

[18] 王長(zhǎng)庭, 王根緒, 劉偉, 王啟蘭. 施肥梯度對(duì)高寒草甸群落結(jié)構(gòu)、功能和土壤質(zhì)量的影響. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2013, 33(10): 3103- 3113.

[19] 郭振, 王小利, 李渝. 長(zhǎng)期施肥對(duì)不同粒級(jí)組分土壤微生物量碳氮的影響. 土地開發(fā)工程研究, 2018, 3(12): 58- 64.

[20] Zhong X L, Li J T, Li X J, Ye Y C, Liu S S, Hallett P D, Ogden M R, Naveed M. Physical protection by soil aggregates stabilizes soil organic carbon under simulated N deposition in a subtropical forest of China. Geoderma, 2017, 285: 323- 332.

[21] Stone M M, Kan J J, Plante A F. Parent material and vegetation influence bacterial community structure and nitrogen functional genes along deep tropical soil profiles at the Luquillo Critical Zone Observatory. Soil Biology and Biochemistry, 2015, 80: 273- 282.

[22] 彭曉茜, 王娓. 內(nèi)蒙古溫帶草原土壤微生物生物量碳的空間分布及驅(qū)動(dòng)因素. 微生物學(xué)通報(bào), 2016, 43(9): 1918- 1930.

[23] 齊玉春, 彭琴, 董云社, 肖勝生, 孫良杰, 劉欣超, 何亞婷, 賈軍強(qiáng), 曹叢叢. 溫帶典型草原土壤總有機(jī)碳及溶解性有機(jī)碳對(duì)模擬氮沉降的響應(yīng). 環(huán)境科學(xué), 2014, 35(8): 3073- 3082.

[24] Jing X, Chen X, Tang M, Ding Z J, Jiang L, Li P, Ma S H, Tian D, Xu L C, Zhu J X, Ji C J, Shen H H, Zheng C Y, Fang J Y, Zhu B. Nitrogen deposition has minor effect on soil extracellular enzyme activities in six Chinese forests. Science of the Total Environment, 2017, 607- 608: 806- 815.

[25] Heitk?tter J, Niebuhr J, Heinze S, Marschner B. Patterns of nitrogen and citric acid induced changes in C-turnover and enzyme activities are different in topsoil and subsoils of a sandy Cambisol. Geoderma, 2017, 292: 111- 117.

[26] Wang R Z, Filley T R, Xu Z W, Wang X, Li M H, Zhang Y G, Luo W T, Jiang Y. Coupled response of soil carbon and nitrogen pools and enzyme activities to nitrogen and water addition in a semi-arid grassland of Inner Mongolia. Plant and Soil, 2014, 381(1/2): 323- 336.

[27] Zhang T A, Chen H Y H, Ruan H H. Global negative effects of nitrogen deposition on soil microbes. The ISME Journal, 2018, 12(7): 1817- 1825.

[28] 于成德. 中國(guó)北方半干旱草原土壤微生物對(duì)全球變化的響應(yīng)[D]. 開封: 河南大學(xué), 2016: 140.

[29] 史長(zhǎng)瑩, 李子晗, 張寶磊, 代業(yè)寧. 激光粒度分析儀在非黏性土顆粒分析中的應(yīng)用. 黑龍江大學(xué)工程學(xué)報(bào), 2016, 7(4): 20- 23, 30- 30.

[30] 王國(guó)會(huì), 王建軍, 陶利波, 許冬梅. 圍封對(duì)寧夏荒漠草原土壤團(tuán)聚體組成及其穩(wěn)定性的影響. 草地學(xué)報(bào), 2017, 25(1): 76- 81.

[31] 吳金水, 林啟美, 黃巧云, 肖和艾. 土壤微生物生物量測(cè)定方法及其應(yīng)用. 北京: 氣象出版社, 2006: 71- 75.

[32] 王麗娜, 羅久富, 楊梅香, 張利, 劉學(xué)敏, 鄧東周, 周金星. 氮添加對(duì)退化高寒草地土壤微生物量碳氮的影響. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2019, 28(7): 38- 48.

[33] Zhang X, Wang Q, Gilliam F S, Bai W, Han X, Li L. Effect of nitrogen fertilization on net nitrogen mineralization in a grassland soil, northern China. Grass Forage Science, 2012, 67(2): 219- 230.

[34] Zhang X, Bai W, Gilliam F S, Wang Q, Han X, Li L. Effects ofinsitufreezing on soil net nitrogen mineralization and net nitrification in fertilized grassland of northern China. Grass Forage Science, 2011, 66(3): 391- 401.

[35] Fang Y, Xun F, Bai W M, Zhang W H, Li L H. Long-term nitrogen addition leads to loss of species richness due to litter accumulation and soil acidification in a temperate steppe. PLoS One, 2012, 7(10): e47369.

[36] Cai J P, Luo W T, Liu H Y, Feng X, Zhang Y Y, Wang R Z, Xu Z W, Zhang Y G, Jiang Y. Precipitation-mediated responses of soil acid buffering capacity to long-term nitrogen addition in a semi-arid grassland. Atmospheric Environment, 2017, 170: 312- 318.

[37] 鄭海霞, 齊莎, 趙小蓉, 李貴桐, Angelika K, 林啟美. 連續(xù)5年施用氮肥和羊糞的內(nèi)蒙古羊草(Leymuschinensis)草原土壤顆粒狀有機(jī)質(zhì)特征. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2008, 41(4): 1083- 1088.

[38] 魏金明, 姜勇, 符明明, 張玉革, 徐柱文. 水、肥添加對(duì)內(nèi)蒙古典型草原土壤碳、氮、磷及pH的影響. 生態(tài)學(xué)雜志, 2011, 30(8): 1642- 1646.

[39] 曾全超, 李鑫, 董揚(yáng)紅, 李婭蕓, 安韶山. 黃土高原不同喬木林土壤微生物量碳氮和溶解性碳氮的特征. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2015, 35(11): 3598- 3605.

[40] 張宇, 紅梅. 內(nèi)蒙古荒漠草原土壤呼吸對(duì)模擬增溫和氮素添加的響應(yīng). 草地學(xué)報(bào), 2014, 22(6): 1227- 1231.

[41] 閆鐘清, 齊玉春, 董云社, 彭琴, 郭樹芳, 賀云龍, 王麗芹, 李兆林. 降水與氮沉降變化對(duì)草地關(guān)鍵氮過程的影響研究進(jìn)展. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2016, 36(4): 1189- 1197.

[42] 王晶, 王姍姍, 喬鮮果, 李昂, 薛建國(guó), 哈斯木其爾, 張學(xué)耀, 黃建輝. 氮素添加對(duì)內(nèi)蒙古退化草原生產(chǎn)力的短期影響. 植物生態(tài)學(xué)報(bào), 2016, 40(10): 980- 990.

[43] Tian Q Y, Liu N N, Bai W M, Li L H, Zhang W H. Disruption of metal ion homeostasis in soils is associated with nitrogen deposition-induced species loss in an Inner Mongolia steppe. Biogeosciences, 2015, 12(2): 1689- 1719.

[44] 孫彩麗, 薛萐, 劉國(guó)彬, 丁少男. 黃土區(qū)不同施肥對(duì)土壤顆粒及微團(tuán)聚體組成的影響. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2014, 20(3): 550- 561.

[45] 王少博, 曹亞倩, 馮倩倩, 郭亮亮, 梁海, 王雪潔, 韓惠芳, 寧堂原. 保護(hù)性耕作對(duì)棕壤粒徑分形特征及碳氮比分布的影響. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2019, 25(5): 792- 804.

[46] 張義凡, 陳林, 李學(xué)斌, 劉學(xué)東, 李月飛, 楊新國(guó). 荒漠草原3種典型群落類型下土壤粒徑分布與微生物量碳氮的關(guān)系. 西北植物學(xué)報(bào), 2016, 36(12): 2513- 2523.

[47] Wang R Z, Dorodnikov M, Yang S, Zhang Y Y, Filley T R, Turco R F, Zhang Y G, Xu Z W, Li H, Jiang Y. Responses of enzymatic activities within soil aggregates to 9-year nitrogen and water addition in a semi-arid grassland. Soil Biology and Biochemistry, 2015, 81: 159- 167.

[48] 郭虎波, 袁穎紅, 吳建平, 樊后保, 劉文飛, 黃榮珍, 房煥英. 氮沉降對(duì)杉木人工林土壤團(tuán)聚體及其有機(jī)碳分布的影響. 水土保持學(xué)報(bào), 2013, 27(4): 268- 272.

[49] 李明, 秦潔, 紅雨, 楊殿林, 周廣帆, 王宇, 王麗娟. 氮素添加對(duì)貝加爾針茅草原土壤團(tuán)聚體碳、氮和磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征的影響. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2019, 28(12): 29- 40.

[50] Riggs C E, Hobbie S E. Mechanisms driving the soil organic matter decomposition response to nitrogen enrichment in grassland soils. Soil Biology and Biochemistry, 2016, 99: 54- 65.

[51] Wang R Z, Dungait J A J, Creamer C A, Cai J P, Li B, Xu Z W, Zhang Y G, Ma Y N, Jiang Y. Carbon and nitrogen dynamics in soil aggregates under long‐term nitrogen and water addition in a temperate steppe. Soil Science Society of America Journal, 2015, 79(2): 527- 535.

[52] 曹彥卓, 王汝振, 張玉革, 李慧, 呂曉濤, 姜勇. 氮沉降對(duì)草地土壤及團(tuán)聚體元素有效性的影響. 生態(tài)學(xué)雜志, 2019, 38(8): 2531- 2539.

[53] Gao W L, Yang H, Kou L, Li S G. Effects of nitrogen deposition and fertilization on N transformations in forest soils: a review. Journal of Soils and Sediments, 2015, 15(4): 863- 879.

[54] 閆鐘清, 齊玉春, 彭琴, 董云社, 郭樹芳, 賀云龍, 王麗芹, 李兆林. 降水和氮沉降增加對(duì)草地土壤酶活性的影響. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2017, 37(9): 3019- 3027.

[55] 李占斌, 周波, 馬田田, 柯浩成, 徐國(guó)策, 張祎, 于坤霞, 成玉婷. 黃土丘陵區(qū)生態(tài)治理對(duì)土壤碳氮磷及其化學(xué)計(jì)量特征的影響. 水土保持學(xué)報(bào), 2017, 31(6): 312- 318.

[56] Nannipieri P, Giagnoni L, Renella G, Puglisi E, Ceccanti B, Masciandaro G, Fornasier F, Moscatelli M C, Marinari S. Soil enzymology: classical and molecular approaches. Biology and Fertility of Soils, 2012, 48(7): 743- 762.