磷的生物有效性对山地生态系统的影响

磷(P)的生物有效性对山地生态系统的发育和稳定至关重要。由于大气CO_2浓度升高和N沉降增加,生态系统C、N和P的化学计量比失衡,P的生物有效性受到更多关注。近年来山地系统中P的研究不断深入,2004—2013年间ISI Web of Knowledge中相关研究论文几乎是此前近百年的3倍。总结了山地生态系统中P的生物有效性的特点及其对植物物种多样性和初级生产力的影响。山地生态系统P的生物有效性因垂直高差和地形梯度空间变异明显,快速物质运移和生物过程是控制山地生态系统P的生物有效性的关键因素。P的生物有效性可以影响山地生态系统物种多样性和初级生产力,其对初级生产力的限制存在于全球范围内的山地生态系统。当P的生物有效性发生改变时,山地生态系统的结构越复杂,其植物物种多样性和初级生产力的响应可能会越平缓。全球变化的重要驱动因子(如增温和N沉降增加)可以直接或间接地改变山地生态系统P的生物有效性,因此需要在山地生态系统中加强长期监测和养分控制实验,并结合新型P分析技术,以期认识山地生态系统P的生物有效性的现状、变化趋势和对生态系统的影响,从而为适应全球变化背景下山地生态系统养分状况的改变提供依据。     

植物残体对青藏高原高寒草甸土壤、微生物和胞外酶C∶N∶P化学计量特征的影响

植物残体是引起土壤、微生物和胞外酶C∶N∶P改变的关键因素,但是其作用机理尚不明确。本研究以青藏高原东缘高寒草甸为对象,通过测定土壤、微生物生物量和胞外酶活性等指标,探究移除地上植物或根系及植物残体添加对土壤、微生物和胞外酶C∶N∶P的影响。结果表明: 与无人为扰动草甸相比,移除地上植物显著降低了土壤C∶N(变幅为-23.7%,下同)、C∶P(-14.7%)、微生物生物生物量C∶P、N∶P,显著提高了微生物生物量C∶N、胞外酶C∶N∶P。与移除地上植物相比,移除地上植物和根系显著降低了土壤C∶N(-11.6%)、C∶P(-24.0%)、N∶P(-23.3%)和微生物生物量C∶N,显著提高了微生物生物量N∶P和胞外酶N∶P;移除地上植物后添加植物残体显著提高了微生物生物量C∶N、C∶P和胞外酶C∶N,显著降低了胞外酶N∶P。与移除地上植物和根系相比,移除地上植物和根系后添加植物残体显著降低了土壤C∶N(-16.4%)、微生物生物量C∶P、N∶P和胞外酶N∶P,显著提高了胞外酶C∶N。综上可知,去除植物显著影响土壤、微生物和胞外酶的C∶N∶P,微生物生物量和胞外酶C∶N∶P对植物残体的响应更为敏感。有无根系是添加植物残体时土壤、微生物和胞外酶的生态化学计量稳定性强弱的关键所在。添加植物残体的措施适用于植物根系尚且完好的草甸,有利于高寒草甸土壤碳固存,对没有根系的草甸土壤可能不适用,会增加土壤CO₂排放。