模拟氮沉降对马尾松土壤微生物群落结构及温室气体释放的影响

摘要

以2年生马尾松(Pinus massoniana)盆栽苗土壤为对象,通过施氮肥模拟氮沉降对土壤理化性质、微生物群落结构及温室气体释放的影响,探明氮沉降对森林土壤温室气体释放的驱动机制.结果表明,模拟氮沉降处理显著提高了土壤速效氮含量和苗木根系氮含量;土壤微生物碳(SMBC)含量比对照显著下降78％,而土壤微生物氮(SMBN)则提高2.6倍.模拟氮沉降处理显著降低土壤中微生物群落总含量.施氮肥对马尾松土壤N2O和CO2的释放速率均有显著影响,增施氮肥不仅显著提高了土壤N2O的释放速率,而且CO2释放速率短期内也显著提高,但伴随微生物群落的下降,施肥后期CO2释放速率表现下降趋势.相关分析表明,土壤CO2和N2O释放与土壤pH值、土壤温度、土壤湿度、土壤速效氮含量及SMBC、SMBN相关;逐步回归分析表明,土壤硝态氮含量的变化是驱动土壤温室气体释放的主导因子.3株种植单位土壤体积内根系生物量较高,增加了土壤水分的消耗速率和氮的吸收固定,因而减少N2O的释放速率.以上研究阐明了氮沉降或过量施肥对土壤氮含量、土壤pH值、根系生物量及氮含量、土壤微生物群落结构等因子的影响,这些因子直接或间接影响土壤温室气体释放速率.氮沉降及施用氮肥是加快土壤温室气体(CO2和N2O)排放进程的重要因素.