摘要
中国西北黄土高原是世界上最大的黄土堆积区，总面积约为62万平方公里，其中草地面积约占20万平方公里。由于恶劣的环境条件和人类长期的不合理利用，这一地区的草地生态系统变得十分脆弱，对未来气候和环境变化非常敏感。 自上个世纪以来，工业和农业的迅速发展导致了全球变暖、降雨格局的改变和大气氮沉降的增加。这些全球变化因素导致的土壤环境因子的改变不仅可以对凋落物分解产生直接的影响，还可以通过影响植物根系和土壤微生物之间的相互关系来间接影响凋落物分解。然而，这些影响的方向和程度以及潜在的机制仍然不是很清楚。 利用黄土高原半干旱草地（年平均降雨量400毫米）的一个多因子控制试验，研究了在模拟不同全球变化条件下，有植物根系和无植物根系对凋落物的分解的影响。全球变化样地包含三个控制因子，分别是增温（对照VS增温），降雨水平改变（减雨，对照和增雨）和施氮（对照VS施氮），一共12种处理组合(2×3×2)。本研究使用不同孔径的尼龙网袋（1毫米允许细根通过或30微米防止细根通过）来研究植物根系对凋落物分解的影响。2017年5月在每块小区中都埋入凋落物袋，并于2017年9月收集凋落物和土壤。测定剩余凋落物质量、土壤酶活性和土壤微生物呼吸。通过氯仿熏蒸方法测定土壤微生物生物量碳（MBC）。通过分析磷脂脂肪酸(PLFA)的组成来表征土壤微生物群落。本研究的主要结果如下: 1.增温显著抑制了凋落物分解和土壤微生物呼吸速率，同时也降低了酚氧化物酶和过氧化物酶活性，但没有影响微生物群落结构; 2.降雨量增加促进了凋落物分解，增加了土壤微生物呼吸速率。促进酚氧化物酶和过氧化物酶活性;然而，降雨量的改变对土壤微生物群落并没有显著影响; 3.氮添加显著改变了土壤微生物群落结构，显著降低了土壤中真菌和细菌含量以及微生物呼吸，但并没有影响凋落物分解; 4.植物根系的存在增加了土壤MBC，但降低了C-循环相关酶（即α-葡萄糖苷酶，β-葡萄糖苷酶，纤维二糖水解酶和β-木糖苷酶）的活性，表明微生物优先使用根系释放的不稳定碳源; 5.植物根系抑制了凋落物的分解，这可能由于根系存在加剧了微生物的水分胁迫。降雨量增加放大了植物根系对凋落物分解的抑制作用。
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