王昭

氮沉降對(duì)鼎湖山常綠闊葉林土壤生態(tài)的影響

王昭

西安工程大學(xué), 陜西 西安 710048

為探索氮沉降引起的南方土壤酸化加劇，從而對(duì)土壤生態(tài)的影響，本文通過原位進(jìn)行對(duì)照(N0，0 g N?hm-2?a-1)和不同氮濃度(N1，5.0×104g N?hm-2?a-1；N2，10.0×104g N?hm-2?a-1；N3，15.0×104g N?hm-2?a-1；N4，20.0 ×104g N?hm-2?a-1)處理，對(duì)鼎湖山常綠闊葉林進(jìn)行4年連續(xù)氮沉降模擬試驗(yàn)，考察氮沉降對(duì)鼎湖山常綠闊葉林下土壤中微生物群落和土壤養(yǎng)分含量的影響情況。結(jié)果表明：（1）鼎湖山常綠闊葉林的土壤溫度和濕度都呈現(xiàn)出先升后降的變化趨勢(shì)；在一年中，12月和翌年1月是土壤溫度和濕度最低的時(shí)間，8月是土壤溫度和濕度最高的時(shí)間；（2）通過雙因素方差分析可知，鼎湖山常綠闊葉林土壤受氮沉降現(xiàn)象影響顯著，土壤堿解氮和全氮含量、土壤有機(jī)碳含量、以及土壤中的速效磷含量均呈現(xiàn)出顯著的變化趨勢(shì)，氮沉降對(duì)土壤有機(jī)碳、堿解氮、全氮及速效磷含量因?yàn)榈两刀黾樱煌幚碇?，N2處理和N4處理之間的含量差異未達(dá)到顯著水平（>0.05）；土壤pH值受氮沉降影響降低，土壤全磷含量受氮沉降影響并未達(dá)到顯著水平（>0.05）；（3）氮沉降顯著的影響常綠闊葉林下土壤中微生物量碳和氮含量，土壤生物量碳受氮沉降影響含量增加；相比于對(duì)照N0，氮處理對(duì)土壤中微生物量碳和微生物量氮影響復(fù)雜，隨著氮處理濃度的升高，土壤中微生物量碳及微生物量氮含量表現(xiàn)出先增后降的變化趨勢(shì)，N3處理生物量炭和生物量氮含量均顯著高于其他幾個(gè)氮濃度處理（<0.05），N4處理和N2處理間差異并未達(dá)到顯著水平（>0.05），兩者顯著高于對(duì)照（<0.05）。氮處理與對(duì)照之間土壤微生物量磷含量差異沒有達(dá)到顯著水平（>0.05）；（4）氮沉降導(dǎo)致了土壤細(xì)菌總量和真菌總量的增加，氮沉降導(dǎo)致了土壤放線菌、叢枝菌根真菌、腐生真菌以及革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的增加，氮沉降還導(dǎo)致了土壤多樣性指數(shù)的增加；相比對(duì)照N0處理，土壤細(xì)菌總量和真菌總量均隨氮濃度的增加呈先增后降的趨勢(shì)，土壤放線菌、叢枝菌根真菌、腐生真菌、革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌數(shù)量也隨但濃度的增加呈先增后降的變化趨勢(shì)，土壤多樣性指數(shù)隨著氮濃度的增加同樣呈先增加后降低的變化趨勢(shì)，N3處理的各項(xiàng)指標(biāo)均顯著高于其他幾個(gè)處理（<0.05），N4處理和N2處理間差異并未達(dá)到顯著水平（>0.05），但二者的各指標(biāo)均顯著高于N0（<0.05）；（5）由結(jié)構(gòu)方程模型可知，與年份相比，微生物群落受氮處理的濃度影響更大，但總體而言，土壤微生物群落受土壤pH值的影響最大。

氮沉降; 闊葉林; 土壤生態(tài)

生態(tài)系統(tǒng)具有復(fù)雜的多樣性，加之不同生態(tài)子系統(tǒng)之間難以避免的交互作用，在多種因素綜合作用下，從而導(dǎo)致局地生態(tài)系統(tǒng)的多樣性、復(fù)雜性特點(diǎn)尤為突出[1-3]。大氣生態(tài)不僅受制于水、熱等多種自然環(huán)境的突出變化，更受到人類活動(dòng)的干預(yù)效應(yīng)，當(dāng)前氮沉降問題尤為突出，其沉降量呈現(xiàn)出突出的上升發(fā)展態(tài)勢(shì)，成為當(dāng)今備注關(guān)注的大氣問題之一，其主要原因是人類的不合理開發(fā)利用自然[4,5]，不少學(xué)者通過研究分析得知，如果不能采取有效、全面的改善措施，未來五十年內(nèi)依然會(huì)出現(xiàn)突出的氮沉降問題。從十八世紀(jì)中后期開始，氮素逐漸進(jìn)入學(xué)者的研究視角，并分析了氮素對(duì)生態(tài)的作用機(jī)理，隨著研究的不斷深入，全球固氮速率控制已成為現(xiàn)實(shí)，近兩個(gè)世紀(jì)以來，受人為因素制約下大幅增加了氮素含量，且增幅高達(dá)十倍以上，遠(yuǎn)超自然狀態(tài)下的活性氮[6]。對(duì)于被排放到大氣中的氮素而言，其大部分最終沉降至陸地，受大氣活性氮的影響，其沉降量也會(huì)呈現(xiàn)突出的上升發(fā)展態(tài)勢(shì)[7,8]，這種現(xiàn)象在我國尤為突出，作為第三大氮沉降區(qū)，生態(tài)系統(tǒng)的特性也受到了較為明顯的影響[9]，尤其是對(duì)于陸地生態(tài)和大氣生態(tài)，氮輸入量過大的情況下，出現(xiàn)了明顯的土壤酸化，此外土壤養(yǎng)分狀況受此影響也出現(xiàn)了突出的流失問題，另一方面，制約著微生物活動(dòng)，從而影響土壤活性和肥力狀況，不利于作物種植和植被生長發(fā)育。

對(duì)于植被而言，其生長發(fā)育作用機(jī)理呈現(xiàn)突出的復(fù)雜性，植被的新陳代謝也是制約其生長發(fā)育的關(guān)鍵[10]，尤其是氮代謝，對(duì)于陸地化學(xué)循環(huán)施加重要影響。對(duì)于植被而言，在氨基酸等物質(zhì)的參與下，通過合成及轉(zhuǎn)化等作用[11,12]，很容易形成氮素同化，在這一過程中硝酸鹽的轉(zhuǎn)化作用較為突出。氮素之所以能夠被植被吸收利用[13,14]，關(guān)鍵在于微生物的礦化效應(yīng)，由于微生物在土壤及根系之間具有重要的橋梁作用，因此土壤狀況的變化也會(huì)直接影響微生物的新陳代謝[8]，改變著生物多樣性分布，最終受影響的是土壤質(zhì)量，基于此，不少學(xué)者將微生物群落的變化視為土壤質(zhì)量變化的表征指標(biāo)之一。目前對(duì)于森林土壤質(zhì)量變化的研究相對(duì)較少，但是在氮沉降的作用下，森林土壤原有的理化特性發(fā)生了較大變化，對(duì)于森林生態(tài)起著不可忽視的影響效應(yīng)；目前關(guān)于氮沉降與熱帶闊葉林研究相對(duì)較少，基于此，本研究將立足于氮沉降的研究視角，將鼎湖山熱帶常綠闊葉林作為研究對(duì)象，從多個(gè)方面探究氮沉降影響下土壤質(zhì)量的變化，同時(shí)探究微生物群落分布的變化，進(jìn)而深度分析其作用機(jī)理，從而為研究氮沉降變化與土壤碳動(dòng)態(tài)變化的作用機(jī)理提供有益參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本實(shí)驗(yàn)立足于鼎湖山常綠闊葉林這一研究視角，研究區(qū)域位于廣東省肇慶市鼎湖山，屬于典型的亞熱帶季風(fēng)氣候，其年均溫達(dá)到21 ℃，年降雨量接近于2000 mm。實(shí)驗(yàn)過程中采樣借助于森林塔吊，其作業(yè)高度達(dá)到54 m，作業(yè)半徑可達(dá)到60 m，從而便于實(shí)驗(yàn)分析取樣。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本研究于2014年7月正式開始實(shí)驗(yàn)，為了開展對(duì)比分析，除了設(shè)置一個(gè)對(duì)照組N0之外，還對(duì)不同的氮沉降進(jìn)行梯度區(qū)分，本研究共設(shè)置4個(gè)梯度，從而形成5個(gè)實(shí)驗(yàn)分組，氮沉降梯度分別用N1、N2、N3、N4表示，其氮含量分別為5.0×104、10.0×104、15.0×104、20.0×104g N·hm2·a-1。為降低實(shí)驗(yàn)誤差，采取6次重復(fù)的方式；本研究設(shè)置樣地長、寬均達(dá)到20 m，要求相鄰樣地之間間隔10 m，各樣地內(nèi)邊緣地帶要求間隔3 m。從每年的一月份開始進(jìn)行氮沉降，直至12月份結(jié)束，在每個(gè)月的月初，根據(jù)實(shí)驗(yàn)分組，將30 L水中溶入不同濃度的NH4NO3溶液，借助于肩背式噴霧器均勻作業(yè)，對(duì)于對(duì)照組而言只需噴灑同樣的清水。

1.3 土壤養(yǎng)分測(cè)定方法

土壤中有機(jī)碳SOC含量的測(cè)定采用氧化法；采用半微量凱式法和比色法測(cè)定土壤中總氮TN和總磷TP的含量；土壤中有效氮AK的測(cè)定采用浸提法。此外，本實(shí)驗(yàn)還對(duì)微生物的一系列指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，主要是微生物量碳、氮及磷，在測(cè)定過程中均采取K2SO4浸提法[15]。

1.4 提取、分離和鑒定磷脂脂肪酸（PLFA）

首先選取八克冷凍干燥土樣，然后將之置于試管，接下來按照0.8:1:2的比例加入檸檬酸緩沖溶液、氯仿、甲醇，從而獲取總脂類；將中性脂、糖脂去除，獲取磷脂；堿性甲酯化后再進(jìn)行成分分析。通過脂肪酸的分子結(jié)構(gòu)來劃分微生物類群，采用i14:0、16:1ω5c和10Me16:0等來表征土壤中的細(xì)菌、真菌和放線菌。

2 結(jié)果與分析

2.1 鼎湖山常綠闊葉林土壤溫度和含水量的動(dòng)態(tài)變化特征

本實(shí)驗(yàn)過程中為了開展對(duì)比分析，特設(shè)置了對(duì)照組N0，該處理下并未進(jìn)行氮沉降處理，屬于該區(qū)域自然狀態(tài)下的生態(tài)特點(diǎn)，也即是未處理的土壤狀況。從圖1不難看出，隨著調(diào)查時(shí)間的延長，土壤溫度呈先升后降的變化趨勢(shì)，最低氣溫集中在12月與1月，高峰鎮(zhèn)出現(xiàn)在8月；從4月開始的連續(xù)四個(gè)月，隨著氣溫的上升，且加之降雨量的不斷增多，導(dǎo)致該區(qū)域具有較為充裕的水熱條件，這大大利于林木等植被生長，對(duì)于微生物新陳代謝起著積極的促進(jìn)作用，此外，根系呼吸效應(yīng)明顯增強(qiáng)，在凋落物增加及微生物充分降解的情況下，微生物菌群分布也突出的呈現(xiàn)增加態(tài)勢(shì)，最終促進(jìn)了土壤養(yǎng)分狀況及活性，提升土壤質(zhì)量。對(duì)于8月而言，高溫天氣突出，降雨量也呈現(xiàn)下降態(tài)勢(shì)，但是該時(shí)期土壤含水量依然處于高峰期，受雨熱影響下，該階段土壤溫度也呈現(xiàn)較高水平。

圖 1 鼎湖山常綠闊葉林土壤溫度和含水量的動(dòng)態(tài)變化特征

2.2 氮沉降對(duì)鼎湖山常綠闊葉林土壤養(yǎng)分的影響

從表1可以看出，鼎湖山常綠闊葉林下土壤養(yǎng)分含量受氮沉降的影響達(dá)到顯著水平，氮沉降可以導(dǎo)致土壤養(yǎng)分含量的升高。相反的，氮沉降導(dǎo)致了土壤酸化（pH值下降）；相比于對(duì)照N0處理，氮處理對(duì)常綠闊葉林下土壤的養(yǎng)分含量影響作用比較復(fù)雜，在較低氮濃度處理下，土壤養(yǎng)分含量呈增加趨勢(shì)，在較高氮濃度處理下，土壤養(yǎng)分含量呈降低趨勢(shì)；鼎湖山常綠闊葉林下土壤有機(jī)碳和全氮含量均為在N3處理（15.0×104g N·hm-2·a-1）最高，且與其他處理差異達(dá)到顯著水平（<0.05），N4（20.0×104g N·hm-2·a-1）處理和N2處理（10.0×104g N·hm-2·a-1）之間差異不顯著（>0.05），對(duì)照處理顯著低于N2（10.0×104g N·hm-2·a-1）和N4處理（20.0×104g N·hm-2·a-1）（<0.05）。土壤全磷含量在不同濃度氮處理和對(duì)照處理間的差異未達(dá)到顯著水平（>0.05）。土壤速效磷和堿解氮含量均是在N3處理（15.0×104g N·hm-2·a-1）下最高，且與其他處理差異達(dá)到顯著水平（<0.05），土壤堿解氮和速效磷含量在N2（10.0×104g N·hm-2·a-1）處理和N4（20.0×104g N·hm-2?a-1）處理間差異不顯著（>0.05），但二者土壤堿解氮和速效磷含量均顯著高于N0（0 g N·hm-2?a-1）對(duì)照處理（<0.05）。

由表2結(jié)果可知，氮處理濃度和氮處理時(shí)間顯著影響土壤pH值（<0.05）、有機(jī)碳及速效磷的含量（<0.05）、全氮和堿解氮含量（<0.05）；只有土壤全磷的含量受氮處理濃度和氮處理時(shí)間的影響并未達(dá)到顯著水平（>0.05）；土壤pH值，全氮、堿解氮、有機(jī)碳和速效磷含量受氮處理濃度×?xí)r間影響達(dá)到了顯著水平（<0.05），而土壤全磷含量則受氮處理濃度×?xí)r間影響沒有達(dá)到顯著水平（>0.05）。

表 1 氮沉降對(duì)常綠闊葉林土壤養(yǎng)分的影響

注：同一欄數(shù)據(jù)后的相同字母，表示存在差異不顯著（>0.05），不同字母表示差異顯著（<0.05）。下同。

Note: The same letters after the data in the same column indicate insignificant difference (>0.05), while different letters indicate significant difference (<0.05). The same below.

表 2 時(shí)間和氮沉降處理對(duì)土壤養(yǎng)分的雙因子方差分析

2.3 氮沉降對(duì)鼎湖山常綠闊葉林土壤微生物量的影響

由表3結(jié)果可知，氮處理濃度對(duì)土壤微生物量碳和微生物量氮影響效果復(fù)雜：在較低氮處理濃度下，相比于對(duì)照N0，土壤微生物量碳和微生物量氮的增加；而在較高氮處理濃度下，相比于對(duì)照N0，土壤微生物量碳和微生物量氮減小。對(duì)于土壤微生物量碳和生物量氮而言，N3處理最高（顯著高于其他幾個(gè)處理，<0.05），N4處理和N2處理間差異未達(dá)到顯著水平（>0.05），且N4處理和N2處理均顯著高于N0處理（<0.05）。土壤微生物量磷含量在不同氮處理及對(duì)照間差異未達(dá)到顯著水平（>0.05）。

由表4結(jié)果可知，土壤微生物量磷受氮濃度和氮處理時(shí)間的影響均未達(dá)到顯著水平（>0.05）；土壤微生物量碳和微生物量氮受氮濃度和氮處理時(shí)間影響顯著（<0.05），土壤微生物量碳和微生物量氮受氮處理濃度×氮處理時(shí)間的影響達(dá)到顯著水平（<0.05），土壤微生物量磷受氮濃度×?xí)r間的影響未達(dá)到顯著水平（>0.05）。

表 3 氮沉降對(duì)常綠闊葉林土壤微生物量的影響

表 4 時(shí)間和氮沉降處理對(duì)土壤微生物量的雙因子方差分析

2.4 氮沉降對(duì)鼎湖山常綠闊葉林土壤微生物群落的影響

由表5和表6可以看出，鼎湖山常綠闊葉林下土壤微生物群落結(jié)構(gòu)受氮沉降的影響達(dá)到顯著水平，土壤的真菌總量和細(xì)菌總量在氮沉降影響下出現(xiàn)升高，具體表現(xiàn)為土壤中腐生真菌、叢枝菌根真菌的數(shù)量增加，土壤細(xì)菌中的放線菌數(shù)量也出現(xiàn)增加。氮沉降還促進(jìn)了革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌的增加，并提升了土壤微生物群落的多樣性指數(shù)；

隨著氮處理濃度的升高，土壤中細(xì)菌總量和真菌總量先增后降，在N3處理（15.0×104g N·hm-2?a-1）下最高；具體表現(xiàn)為隨著氮處理濃度的升高，土壤中腐生真菌、叢枝菌根真菌和放線菌的總量也是先增后降，在N3處理（15.0×104g N·hm-2?a-1）下最高。土壤中革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌的總量都隨著氮濃度的升高呈先增加后降低的變化趨勢(shì)，在N3處理（15.0×104g N·hm-2?a-1）下最高；土壤微生物多樣性指數(shù)也隨氮處理濃度的升高呈先增加后降低的趨勢(shì)，其中N3處理的各項(xiàng)指標(biāo)均顯著高于其他處理（<0.05），N4處理和N2處理間各項(xiàng)指標(biāo)的差異并不顯著（>0.05），二者均顯著高于N0處理（<0.05）。

表 5 氮沉降對(duì)常綠闊葉林土壤微生物群落的影響

表 6 氮沉降對(duì)常綠闊葉林土壤微生物群落的影響

從表7和表8中的結(jié)果可以看出，從單因素分析結(jié)果可知，氮處理的濃度和氮處理的時(shí)間對(duì)鼎湖山常綠闊葉林土壤的細(xì)菌總量和土壤的真菌總量具有顯著的影響。氮處理濃度和氮處理時(shí)間對(duì)土壤中的叢枝菌根真菌和腐生真菌數(shù)量具有顯著的影響。氮處理濃度和氮處理時(shí)間對(duì)革蘭氏菌（陰性和陽性）也具有顯著的影響（<0.05），對(duì)土壤的微生物多樣性指數(shù)亦具有顯著的影響（<0.05）。

表 7 時(shí)間和氮沉降處理對(duì)土壤微生物群落的雙因子方差分析

表 8 時(shí)間和氮沉降處理對(duì)土壤微生物群落的雙因子方差分析

2.5 模擬氮沉降對(duì)鼎湖山土壤養(yǎng)分和微生物群落的影響

本研究通過結(jié)構(gòu)方程模型開展了氮沉降分析，并對(duì)土壤養(yǎng)分及微生物之間的關(guān)系開展擬合分析，同時(shí)對(duì)土壤養(yǎng)分及微生物量開展了分析，通過對(duì)卡方值、自由度等指標(biāo)分析，該分析模型具有較高擬合度，且對(duì)微生物影響最大的因素是氮濃度，其次是土壤pH值（圖2）。

圖 2 模擬氮沉降對(duì)土壤養(yǎng)分和微生物群落的影響

箭頭：指標(biāo)對(duì)指向指標(biāo)的影響；箭頭粗細(xì)：所受影響程度（箭頭越粗表示影響越大）；箭頭上系數(shù)：通徑系數(shù)；黃色實(shí)線：負(fù)相關(guān)；綠色實(shí)線：正相關(guān)；虛線：沒有相關(guān)性；*<0.05，**<0.01。

Arrow: The influence of indicators on pointing indicators; Arrow thickness: the degree of influence (the thicker the arrow, the greater the influence); Coefficient on arrow: diameter coefficient; Solid yellow line: negative correlation; Solid green line: positive correlation; Dotted line: no correlation; *<0.05, **<0.01.

3 討論與結(jié)論

通過連續(xù)的觀測(cè)分析，受制于不同氮沉降的影響，森林土壤養(yǎng)分狀況也隨之產(chǎn)生較大的差異，這說明氮素是常綠闊葉林生態(tài)子系統(tǒng)中的關(guān)鍵影響因子之一，在降雨、溫度及蒸騰作用影響下，土壤的含水量出現(xiàn)較大變化[16]。通過對(duì)比分析得知，在氮沉降作用下，實(shí)驗(yàn)區(qū)域林地的土壤養(yǎng)分含量雖然有所差異，但是整體而言呈現(xiàn)上升態(tài)勢(shì)，對(duì)于土壤養(yǎng)分而言，其具有復(fù)雜多變的作用機(jī)理，不僅受制于氮含量的高低，還與其頻率及作用方式密切相關(guān)，同時(shí)受制于溫度的制約，為了更為準(zhǔn)確測(cè)定氮沉降的制約效應(yīng)，本研究選擇的土壤基質(zhì)基本一致，相應(yīng)的水熱等環(huán)境也基本一致，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，不同的氮沉降量對(duì)于土壤養(yǎng)分的影響也存在較大差異，其中增加效應(yīng)最為突出的是N3水平的氮沉降，受氮素的制約下土壤養(yǎng)分積累較為突出，尤其是速效養(yǎng)分的積累；更高濃度的氮沉降反而不利于土壤養(yǎng)分的積累，尤其是對(duì)速效養(yǎng)分起著一定的抑制作用，綜合來看，土壤速效養(yǎng)分對(duì)于氮素具有更為直接的反應(yīng)機(jī)制，也可以作為氮沉降對(duì)于土壤養(yǎng)分狀況的表征指標(biāo)之一；主要原因在于受氮素沉降的影響，闊葉林需要更多的養(yǎng)分維持生長發(fā)育，加之有機(jī)質(zhì)的降解，土壤養(yǎng)分含量有所提升[17,18]。由于磷素具有更強(qiáng)的沉積性，因此氮沉降并未引起磷含量的明顯上升，二者的影響效應(yīng)并不明顯[19]，除此之外，在氮沉降的作用下，土壤養(yǎng)分指標(biāo)出現(xiàn)了不同程度的上升，且與對(duì)照組之間的差距尤為突出，均通過了0.05的顯著性檢驗(yàn)。森林在生長發(fā)育過程中對(duì)于養(yǎng)分的需求較為突出，從而形成了更為明顯的有效養(yǎng)分吸收，土壤養(yǎng)分在根系區(qū)域集聚，在氮素增加的情況下，林木的養(yǎng)分需求量愈加突出，但這一作用機(jī)制是以適量的氮素影響下，否則過高的氮素抑制林木對(duì)養(yǎng)分的吸收利用，通過對(duì)比分析得知，在200 g·m-2?a-1氮濃度影響下，對(duì)于土壤養(yǎng)分起著抑制效應(yīng)，不利于林木對(duì)養(yǎng)分的吸收利用，很容易導(dǎo)致林木養(yǎng)分單一，最終對(duì)闊葉林的生長發(fā)育起著不利作用，也就出現(xiàn)了土壤質(zhì)量的退化，最主要的問題是土壤板結(jié)及酸化問題[20,21]，相應(yīng)的作用機(jī)理較為復(fù)雜，還需要進(jìn)一步探究。

有學(xué)者通過實(shí)地對(duì)比分析得知，在氮沉降作用下土壤的pH呈現(xiàn)下降態(tài)勢(shì)，對(duì)于活性鋁而言，其能夠形成一部分沉淀聚合體，加之Ca2+的作用，從而大大提升了磷的吸附能力，最終導(dǎo)致有效磷含量的突出下降，此外，生物對(duì)磷元素的吸收也是主要原因之一[22]。在養(yǎng)分并不充裕的情況下，植被生長發(fā)育需要養(yǎng)分吸收利用，微生物新陳代謝及有機(jī)質(zhì)降解過程中也會(huì)利用養(yǎng)分，很容易形成二者對(duì)養(yǎng)分的爭(zhēng)奪，這種競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系也直接影響到微生物群落分布[23]。雖然氮沉降濃度具有較大差異，但是對(duì)于微生物群落分布起著較為突出的抑制效應(yīng)，通過結(jié)構(gòu)方程分析得知，該區(qū)域土壤具有較強(qiáng)的酸性，但不具備較強(qiáng)的緩沖性，因此在氮沉降的影響下出現(xiàn)較為突出的微生物活動(dòng)受到抑制現(xiàn)象；此外，在土壤酸化程度較為突出的情況下，會(huì)隨之產(chǎn)生更多的交換性Al3+成分，該成分在微生物活動(dòng)方面起著較為突出的抑制作用[24,25]。通過研究得知，受氮沉降的制約，土壤有效磷成分下降態(tài)勢(shì)明顯，無論是林木等植被，還是有機(jī)質(zhì)降解的主要參與者微生物，都對(duì)磷素形成了有效競(jìng)爭(zhēng)，這對(duì)于微生物群落多樣性分布不利。此外，通過連續(xù)觀測(cè)得知，受氮沉降的制約，真菌/細(xì)菌比呈現(xiàn)突出的下降態(tài)勢(shì)，對(duì)于革蘭氏陰/陽性細(xì)菌比來說亦是如此；主要原因在于氮素含量不斷增多的情況下，植被對(duì)真菌的依賴性呈現(xiàn)較為突出的下降態(tài)勢(shì)，從而降低了根系碳含量。革蘭氏陽性菌、陰性菌在微生物降解方面具有較大的差異，前者在難降解有機(jī)質(zhì)方面效果突出，而后者較弱。通過對(duì)比分析得知，在養(yǎng)分競(jìng)爭(zhēng)過程中，植被更具有優(yōu)勢(shì)，而微生物處于相對(duì)弱勢(shì)。

在氮沉降的作用之下，植被根際微生物量的下降態(tài)勢(shì)較為突出，從而緩解了土壤的酸化程度，降低了交換性Al3+成分，從而有利于為微生物生長創(chuàng)造更好的環(huán)境，此外，隨著凋落物的不斷增多，形成了更多的有機(jī)質(zhì)，為養(yǎng)分轉(zhuǎn)化提供能量來源的同時(shí)促進(jìn)了微生物新陳代謝，利于其群落多樣性分布[26]。綜合來看，在氮沉降影響下，微生物群落分布具有較為突出的差異，通過結(jié)構(gòu)方程分析得知，氮濃度、pH均對(duì)微生物群落分布產(chǎn)生了突出影響。

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Effects of Nitrogen Deposition on Soil Microbial Ecology in Evergreen Broad-Leaved Forest

WANG Zhao

710048,

Nitrogen deposition leads to intensified soil acidification and degradation of soil ecosystem function in southern China.In situ controls (N0, 0 kg N·hm2·a) and different nitrogen concentrations (N1, 50 kg?N·hm2·a) were used N2, 100 kg?N·hm2·a; N3, 150 kg?N·hm2·a; N4, 200 kg?N·hm2·a) treatment was conducted to simulate nitrogen deposition for 4 consecutive years in the evergreen broad-leaved forest of Dinghu Mountain, and the effect of nitrogen deposition on soil microbial community and nutrient in the evergreen broad-leaved forest was studied.The results showed that: (1) soil temperature and soil moisture in evergreen broad-leaved forest showed a trend of first increasing and then decreasing; The minimum values of soil temperature and humidity appear in January and December, while the maximum value appears in August. (2) two-factor variance analysis showed that nitrogen deposition had significant effects on soil organic carbon, total nitrogen, available phosphorus and alkali-hydrolyzed nitrogen in evergreen broad-leaved forest. Nitrogen deposition had certain effects on soil organic carbon, total nitrogen, available phosphorus and alkali-hydrolyzed nitrogen, among which N2 and N4 showed no significant difference (>0.05). Nitrogen deposition had a certain effect on the pH value of soil, but had no significant effect on the total phosphorus of soil (>0.05). (3) Nitrogen deposition had a significant effect on soil microbial biomass carbon and nitrogen in evergreen broad-leaved forest, and nitrogen deposition had a certain effect on soil biomass. Compared with the control group N0, with the increase of nitrogen concentration, soil microbial biomass carbon and nitrogen showed a trend of first increasing and then decreasing. N3 was significantly higher than other treatments (<0.05), while N4 and N2 showed no significant difference (>0.05), and they were significantly higher than N0 (<0.05). For soil microbial biomass P, there was no significant difference between nitrogen treatment and control (>0.05). (4) Nitrogen deposition plays a certain role in increasing the total amount of soil bacteria, fungi, actinomycetes, arbuscular mycorrhizal fungi, saprophytic fungi, gram-positive bacteria, gram-negative bacteria and diversity index; Compared with the control N0, with the increase of nitrogen, total amount of soil bacteria, fungi, actinomycetes and arbuscular mycorrhizal fungi, saprophytic fungi, gram-positive bacteria and gram-negative bacteria, diversity index showed a trend of lower after the first increase and N3 is significantly higher than other treatment (<0.05), N4 interchange and N2 difference is not significant (> 0.05), significantly higher than that of N0 both (<0.05). (5) The structural equation model showed that compared with the year, nitrogen concentration had a greater impact on the microbial community, and pH had the greatest impact on the microbial community among the soil factors.

Nitrogen deposition; broad-leaved forest; soil ecology

S714

A

1000-2324(2022)03-0421-08

10.3969/j.issn.1000-2324.2022.03.013

2022-02-14

2022-03-04

王昭(1981-),女,碩士,講師,研究方向:景觀設(shè)計(jì)與保護(hù)、文化景觀遺產(chǎn)保護(hù). E-mail:34434756@qq.com