LDD| 氮磷添加增加了高寒草甸惰性碳库的分解,降低了土壤有机碳的总量
点击上方“生态学者”一键关注
Introduction
大气沉降和施肥等引起的草地氮(N)和磷(P)的外源输入影响生态系统的过程和功能。施N、施P不仅能降低植物多样性,提高生产力,还能降低土壤pH,提高全氮、全磷含量。这些植物和土壤的变化会直接或间接地改变微生物群落的组成,因为气候(如温度、降水)、土壤非生物特性(如pH、TN、TP、NH4+、NO3-)和植被类型(如植物多样性和生产力)塑造了微生物群落的组成。微生物群落组成的变化影响了其功能,尤其是土壤有机碳分解和积累。N、P添加对微生物群落组成和结构的影响差异显著,影响土壤有机碳矿化、微生物呼吸速率、有机碳库分解等,进而影响土壤有机碳储量。微生物群在C循环中扮演不同的角色,在草地生态系统中,真菌在分解顽固碳水化合物(如纤维素和木质素)方面比细菌更重要。N、P添加降低了土壤真菌多样性,改变了土壤微生物组成和活性,促进了土壤有机碳分解,导致高寒草甸土壤有机碳储量降低。然而,高寒草甸土壤有机碳含量下降的微生物机制仍不清楚。氮磷添加对土壤微生物组成和结构的影响及其在土壤有机碳分解中的作用尚不清楚,特别是在固碳和土壤碳库中起重要作用的顽固性有机碳分解。
Methods
本研究实验地点位于青藏高原东部,具体实验设计如下所示。
采集了0-20cm土壤样品,测定了微生物群落组成,同时室内培养测定SOC的分解等。
Results
研究地点惰性碳库占总SOC库的97%以上。与对照相比,N、P添加处理总有机碳库减少了2-9%,其中惰性碳库减少了3-10%,活性碳库增加了4-75%。N、P添加显著降低累积有机碳矿化(Cm) 13-24%,使MRTs缩短34-40%,延长MRTa 30-62 %。
氮和磷添加增加了真菌Shannon多样性,改变了细菌群落结构,真菌组成和结构。
17个细菌科和14个真菌科的微生物偏好和相对丰度对氮和磷添加有不同的响应。微生物组成和丰度影响有机碳分解,与有机碳分解指数相关的真菌科数多于细菌科数。
与对照相比,N、P添加使AGB增加了91-235%,但使植物丰富度减少了28-53%。N、P的添加使土壤pH降低,但AN增加了41-103%。N和NP处理土壤TN分别增加1%和5%,但是P处理土壤TN减少3%。N、P、NP处理使土壤TP分别减少14%、增加56%和43%。真菌多样性与土壤pH、SOC含量呈负相关,与TP含量呈正相关。RDA显示,土壤性质(主要是AN、TP、pH)对微生物丰度的影响比植物丰富度和AGB的影响更大。
总的来说,N和/或P的添加加速了慢有机碳组分的分解,导致惰性有机碳库的下降,进而导致总有机碳库的下降。N、P的添加通过改变微生物的偏好和增加能分解复杂碳水化合物的微生物丰度来影响微生物群落的组成和结构,但不影响细菌的多样性。土壤pH、AN和TP是影响微生物偏好和丰度增减的驱动因子。因此,长期氮磷添加削弱了高寒草甸土壤的碳库功能。
长按二维码关注,了解更多。点击“阅读原文”可获得论文链接,需要文中涉及原文可私信~
如有翻译不当之处,烦请指出,共同学习,谢谢