摘要
土壤有机碳(SOC)矿化是影响二氧化碳(CO2)排放和碳循环的重要过程。热带森林在全球碳循环中占据重要地位，其土壤有机碳微小的变化可能会改变大气CO2的浓度。养分有效性尤其是氮(N)和磷(P)对有机碳的分解至关重要，是影响有机质矿化的重要环境因子。本研究以华南地区热带森林长期氮磷添加土壤为材料，分别进行为期90天的室内培养实验以及为期一年的野外实验，旨在探究长期氮磷添加对热带森林土壤有机碳矿化的影响以及其中的微生物和酶学机制。 培养实验设有两种影响因素，分别是(1)长期施肥（+N、+P、+NP和CK）和(2)三种碳源底物添加（玉米纤维素，玉米淀粉和无碳源添加）。实验过程中采集和测定了培养所产生的CO2的浓度及其13C丰度。研究发现:当土壤中没有碳添加时，氮添加降低了土壤中微生物生物量以及酚氧化酶(PHO)的活性导致土壤碳矿化速率降低，而在磷添加的土壤中，较低的土壤碳含量与较低真菌生物量是土壤碳矿化的速率降低的主要原因。当土壤中添加额外碳源时，氮和磷添加都可以通过增加细菌和真菌的生物量以及胞外酶的活性加快土壤碳矿化的速率。氮添加显著促进了淀粉的分解但抑制了纤维素的分解，而磷添加则相反。 野外实验通过向土壤中添加玉米叶和根的凋落物来探究不同质量的外源碳添加以及氮磷养分有效性变化对土壤碳矿化的影响。结果发现:氮添加通过增加总微生物生物量，真菌生物量，真菌细菌比以及胞外酶活性来提高土壤新碳的矿化速率而对土壤老碳的矿化速率没有显著影响。相反，磷添加土壤中的总微生物生物量，真菌生物量以及胞外酶的活性对比与其他处理而言更低，其土壤中新碳和老碳的矿化速率都受到了抑制。氮磷同时添加对土壤总碳以及老碳矿化没有显著影响，但是却通过增加真菌微生物生物量加速了土壤新碳的矿化速率。该结果表明，在碳源充足的条件下，热带森林高氮沉降环境加速了土壤碳矿化，而磷添加抑制了土壤碳的矿化，有利于土壤碳的固存。 通过野外实验和室内培养实验发现，氮磷添加通过改变土壤的物理性质，胞外酶的分泌以及微生物群落结构以改变土壤中有机碳的矿化，在有额外碳添加的情况下，土壤微生物与胞外酶活性对氮磷添加的响应有所不同，进一步改变了土壤碳库矿化的动态变化。
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