摘要
随着全球大气氮沉降的加剧和全球气侯变暖，陆地生态系统土壤磷循环受到不同程度的影响。土壤有机磷转化包括有机磷矿化和微生物对磷的固持两个过程，其中有机磷矿化是很多陆地生态系统有效磷供应的主要来源。整合分析（Meta分析）全球范围内施氮和增温对土壤有机磷转化的影响因素，可为缓解氮沉降和气候变暖导致的磷资源短缺问题提供科学依据。本研究收集了全球范围内220余篇土壤有机磷转化相关文献，获取的1202组数据，包括土壤酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、微生物量磷、总磷、有效磷、土壤pH、土壤湿度、经纬度、年均温、年降水量等试验背景数据，定量分析了施氮和增温和对土壤有机磷转化相关指标的影响及其在不同类型生态系统、气候类型、土壤性质、土壤深度和试验条件的差异，取得了以下主要结论： （1）Meta分析结果表明，在全球范围内施氮使土壤酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性分别升高了10.7%、8.8%。施氮使亚热带森林、温带森林和北方森林土壤酸性磷酸酶活性分别升高22.1%、16.3%、14.5%，草地、荒漠土壤碱性磷酸酶活性分别升高了10.1%、11.7%，对其它生态系统影响不显著。对于不同气候条件，在年平均温度＜5℃时，施氮使碱性磷酸酶活性升高了14.06%。年平均温度在5-15℃时，土壤酸性磷酸酶、碱性活性分别升高了25.5%、5.7%。在试验地年均温≥15℃时，酸性磷酸酶活性升高了16.01%。在年降雨量＜800mm，碱性磷酸酶活性升高了10.9%；在降雨量≥800mm，酸性磷酸酶活性升高了20.8%。氮添加使表层（0-10cm）土壤酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性分别升高了13.2%、12.0%，深层（＞10cm）土壤磷酸酶活性无显著变化；施氮使强酸性土壤酸性磷酸酶活性升高了22.8%；施氮使酸性、中性、碱性土壤中碱性磷酸酶活性分别升高了7.4%、15.1%、10.8%。施硝酸铵使微生物量磷含量降低了20.1%，而尿素和其它氮肥影响不显著。在施氮量≤10g·m-2·a-1、持续时间≤5年时，土壤磷酸酶活性显著升高，而＞5年时无显著变化。施氮使土壤pH值降低了4.1%。回归分析发现，土壤pH与酸性磷酸酶活性显著负相关。表明pH是影响土壤有机磷矿化的重要原因。 （2）施氮使土壤微生物量磷降低了13.2%。在亚热带森林、温带森林土壤施氮，其微生物量磷含量分别降低了22.0%、15.5%，而在其它生态系统无显著影响。年平均温度在5-15℃时，施氮使微生物量磷含量降低了21.9%。年降雨量在≥800mm时，pH值降低使微生物量磷含量降低了20.9%，在其它降雨量试验地无显著影响。pH值降低使深层土壤微生物量磷含量降低了26.0%，对表层土壤微生物量磷无显著影响。在强酸性土壤中，施氮使微生物量磷含量降低了24.1%，在其它性质土壤中影响不显著。当施氮时间≤5年时，微生物量磷含量降低了17.8%，施氮时间＞5年无显著影响。土壤pH与微生物量磷显著正相关，表明土壤pH是影响微生物对磷固持的重要原因。 （3）Meta分析结果表明，在全球范围内增温对土壤磷酸酶活性影响不显著。增温使温带森林土壤酸性磷酸酶活性显著升高了37.9%。在亚热带森林中碱性磷酸酶活性升高了49.6%，而在其它生态系统无显著影响。在年均温5-15℃，增温使酸性磷酸酶活性升高了51.8%，。在平均温度＞15℃时，碱性磷酸酶活性升高6.1%，而其它年平均温度试验地无显著变化。年降雨量在400-800mm时，增温使酸性磷酸酶活性升高了34.0%，在其它降雨量下无显著差异。增温使深层土壤酸性磷酸酶活性升高了19.1%，而在其它土层磷酸酶活性无显著差异。在增温幅度为0-2℃时，碱性磷酸酶活性升高了10.9%；增温幅度≥4℃时，酸性磷酸酶活性升高了32.9%，而在其它增温幅度对磷酸酶活性无显著影响。当增温时间在0-2年时，酸性磷酸酶活性升高了10.9%；当增温时间在2-5年时，碱性磷酸酶活性升高了16.4%。增温使土壤湿度下降了17.7%。回归分析发现土壤湿度与酸性磷酸酶、碱性磷酸酶活性显著正相关，表明土壤湿度是影响土壤有机磷矿化的重要原因。 （4）增温使微生物量磷降低16.4%。增温使北方森林生态系统土壤微生物量磷含量降低了36.8%，在其它生态系统无显著影响。在年平均温度＜5℃，与未增温相比土壤微生物磷含量降低了27.0%，在其它年均温度下无显著差异性。增温使年降雨量≥800mm试验地土壤微生物量磷含量降低了18.2%，在其它降雨量下无显著差异。增温使表层土壤微生物量磷含量降低了20.2%。与未增温相比，深层土壤微生物量磷含量降低了13.6%。在增温幅度≥4℃时，微生物量磷含量降低37.8%。而增温幅度在0-2℃、2-4℃时，微生物量磷含量无显著变化。当增温时间0-2年，微生物量磷含量降低了33.8%。土壤湿度与微生物量磷不显著相关，表明温度是影响微生物对磷固持的主要原因。
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