干湿交替下草地生态系统土壤呼吸变化的微生物响应机制研究进展

草地是陆地生态系统中最重要、分布最广的生态系统类型之一,对全球碳循环和气候调节有着重要的作用和效应.我国拥有极为丰富的草地资源,是巨大的陆地碳储存库,也是全球碳循环重要组成部分.干湿交替是土壤中普遍发生的自然现象,这种现象的发生可能会加速土壤的碳矿化过程、激增土壤呼吸以及影响微生物的活性和群落结构等.在全球变化日趋显著的背景下,降雨量、降雨强度以及降雨频率的变化将会加速土壤干湿交替进程,进而带来微生物活性、群落结构以及土壤呼吸的变化,并对全球碳循环过程产生重要影响.本文综述了近十年来国内外的相关文献,对干湿交替条件下,土壤释放CO₂消耗碳源、土壤呼吸随时间的动态变化趋势以及土壤呼吸与微生物量、微生物活性和微生物群落结构之间的关系进行了分析和总结,以期为更好地理解干湿交替过程中草地生态系统土壤呼吸的微生物学响应机制,更准确地预测和评估未来的全球陆地生态系统的碳收支与气候变化提供一定的理论基础.     

不同肥力棕壤全氮和微生物量氮对外源玉米残体氮的响应

以棕壤玉米长期连作定位试验(27a)形成的高低两种肥力水平土壤为研究对象,采用~(15)N标记的玉米植株为试验试材,分别向两种土壤中加入玉米根、茎、叶(共8个处理),采用室内模拟培养与~(15)N同位素示踪技术,旨在弄清玉米根、茎、叶添加后不同肥力土壤全氮含量及微生物量氮的变化规律。结果表明:(1)添加玉米根、茎、叶后低肥力棕壤全氮含量提升幅度分别比高肥力棕壤高5.75%、4.77%和3.75%,外源新氮的贡献率分别比高肥力棕壤高3.54%、3.28%和2.49%,说明不同肥力土壤对玉米残体添加的响应程度不同,低肥力棕壤对外源新氮施入后的响应更敏感,固定能力更强。(2)在添加玉米残体的56d培养时间内,低肥力棕壤中微生物量氮平均增加0.83—0.98倍,高肥力棕壤中微生物量氮平均增加0.87—1.56倍,可以看出不同部位玉米植株添加后均能显著促进土壤微生物量氮的积累,说明外源有机物输入是刺激土壤微生物数量和活性的重要因素,并且在高肥力土壤中刺激作用更加显著。此外,高肥力土壤添加茎和叶处理微生物量氮显著高于根添加处理,但低肥力土壤中根、茎和叶添加处理土壤中微生物量氮之间无显著差异。外源有机氮输入对土壤氮库的贡献与土壤的肥力水平及不同残体部位自身的物质组成特性密切相关。