短期氮添加降低亚热带黄山松林和罗浮栲林土壤微生物固氮速率

Short-term nitrogen addition reduces soil microbial nitrogen fixation rate in subtropical Pinus taiwanensis and Castanopsis faberi forests

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摘要生物固氮是陆地生态系统氮素的重要来源,但不同森林生态系统土壤微生物固氮速率对氮沉降的响应仍不明确.本研究在亚热带黄山松林和罗浮栲林开展野外氮添加模拟大气氮沉降试验.以尿素为氮源,设置了 3个氮添加水平:0(对照)、40(低氮)和80 kg N·hm-2·a-1(高氮).测定了表层(0～10cm)土壤化学性质、微生物生物量碳、酶活性和nifH基因拷贝数,并利用15N标记法测定土壤微生物固氮速率.结果表明:与对照相比,氮添加显著降低了黄山松林和罗浮栲林土壤微生物固氮速率,降幅分别为29％～33％和10％～18％.氮添加显著降低了两种林分土壤微生物氮获取酶(β-1,4-N-乙酰氨基转移酶)活性和nifH基因拷贝数.黄山松林土壤微生物固氮速率与可溶性有机碳含量存在显著正相关关系,而罗浮栲林土壤微生物固氮速率与铵态氮含量存在显著负相关关系.总之,黄山松林土壤微生物固氮功能对氮添加的响应比罗浮栲林更敏感,且影响土壤微生物固氮速率的因素在两种林分中存在差异.本研究可为氮沉降对森林生态系统生物固氮的影响提供见解,并为森林经营管理提供理论依据.

作者陈琳娜 ^[1] 曾泉鑫 ^[1] 张晓晴 ^[1] 张秋芳 ^[1] 元晓春 ^[2] 戴辉 ^[1] 李文周 ^[3] 陈岳民 ^[1] 学术成果认领

作者单位福建师范大学地理科学学院,福州 350007;福建师范大学湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地,福州 350007 ^[1] 福建师范大学地理科学学院,福州 350007;福建师范大学湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地,福州 350007;武夷学院旅游学院,福建武夷山 354300 ^[2] 福建戴云山国家级自然保护区管理局,福建泉州 362500 ^[3]

关键词氮添加森林类型自生固氮 15N标记 nifH 丛枝菌根真菌 N addition forest type free-living N2 fixation 15N labeling method nifH arbuscular mycorrhizal fungi

栏目名称

稳定同位素生态学专栏

DOI 10.13287/j.1001-9332.202404.016

发布时间 2024-11-26

基金项目

国家自然科学基金（32201532）；国家自然科学基金（32371846）