氮、磷添加对藏东南高寒草地土壤呼吸的影响

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中文摘要：全球变化对青藏高原高寒生态系统的影响已成为科研工作者关注的热点。随着社会经济的发展，大气氮沉降和磷沉降将持续影响高寒生态系统，使原本较为脆弱的生态系统面临更大的挑战。因此，研究在不同氮磷添加处理背景下高寒生态系统土壤呼吸的响应机制，对青藏高寒生态系统的管理与保护具有重要意义。本研究以西藏林芝色季拉山高寒草地为研究对象，设置包括对照（无养分添加）、氮添加（硝酸铵NH4NO3，15kg·hm-2·a-1）、磷添加（过磷酸钙Ca(H2PO4)2，75kg·hm-2·a-1）、氮磷混合添加（NH4NO315kg·hm-2·a-1N、Ca(H2PO4)275kg·hm-2·a-1P）四种处理的野外控制实验平台，研究氮磷沉降对土壤呼吸的影响。结合土壤温度、土壤湿度、土壤理化性质、微生物量、酶活性的变化，揭示高寒草地生态系统土壤呼吸对氮磷沉降的响应机制，为高寒草地生态系统碳循环及全球变化研究提供参考和理论依据。主要结果如下：（1）氮磷添加对土壤呼吸的影响。氮磷添加在生长季中期（8月）土壤呼吸速率日变化达到了最高水平，且表现为氮添加对土壤呼吸的影响最大，氮添加使6～10月月均土壤呼吸速率显著提高了69.94%、92.20%、157.42%、60.59%、60.59%（Plt;0.01）；磷添加仅在8、9月显著促进土壤呼吸速率，分别提高了144.75%、40.91%（Plt;0.01）；氮磷混合添加对土壤呼吸速率的促进作用不显著（Pgt;0.01），5月土壤呼吸在氮磷添加下无显著变化。5月土壤呼吸温度敏感性系数在不同施肥处理下明显增加，9月仅在氮添加下有促进效果，磷和氮磷混合添加表现为抑制作用，6、7、8、10月土壤呼吸温度敏感性系数在不同施肥处理下明显被抑制。（2）氮磷添加对土壤呼吸影响因子的影响。氮磷添加对土壤有机碳、全氮、铵态氮、有效磷含量有显著促进作用（Plt;0.05），土壤硝态氮仅在氮添加下有显著促进作用（Plt;0.05），土壤全磷含量仅在氮磷混合添加下有显著影响（Plt;0.05），pH在各处理下均呈现酸化现象。对比氮磷单独添加对土壤化学性质的影响发现，氮添加对土壤化学性质的影响均大于磷添加（Plt;0.05），氮磷混合添加在有机碳、全磷的含量变化中表现最佳（Plt;0.05）。土壤微生物量碳氮在各施肥处理下呈现显著增加（Plt;0.05）。各施肥处理下氮添加对微生物量影响均大于磷添加处理。氮磷混合添加处理对微生物量氮含量的影响最小。土壤蔗糖酶、葡萄糖苷酶和脲酶活性在施肥处理下显著增加（Plt;0.05）。蔗糖酶和葡萄糖苷酶在施肥处理下变化相似，均在磷添加处理下影响最小。脲酶在磷添加下活性最大，氮磷添加次之，氮添加对脲酶影响最小。（3）氮磷添加下土壤呼吸与影响因子的关系。土壤温度与土壤呼吸速率之间极显著相关（Plt;0.01），土壤温度变化可以分别解释各试验组82.0%、77.2%、74.5%和68.4%。在整个生长季，土壤呼吸日变化均呈现单峰曲线，与土壤温度变化趋势相一致。在土壤呼吸月变化中，5～8月土壤呼吸逐渐增强，8~10月随温度改变逐渐降低，整体表现为8月gt;6月gt;9月gt;7月gt;10月gt;5月。土壤湿度与土壤呼吸之间关系不显著（Pgt;0.01）。土壤呼吸与土壤全氮、硝态氮、铵态氮、有效磷和微生物量氮均呈现显著正相关关系（Plt;0.05），相关性系数分别为0.97、0.67、0.76、0.76、0.86，土壤碳氮相关酶活性与土壤呼吸无显著相关性。综上可知，藏东南色季拉山高寒草地氮磷添加能够促进土壤呼吸速率，土壤全氮、硝态氮、铵态氮、有效磷和微生物量氮是影响土壤呼吸的关键因子。青藏高原高寒草地土壤呼吸产生影响的关键因子对西藏草地生态系统碳排放可能有促进效果，这为今后维护西藏生态安全和研究青藏高原草地生态系统土壤的健康绿色发展提供参考。

作者：

盛基峰

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关键词：

高寒草甸土氮磷添加土壤呼吸土壤理化性质土壤生物学特性

授予学位：

硕士

学科专业：

林学

导师：

叶彦辉

学位年度：

2023

学位授予单位：

西藏农牧学院

语种：

中文

中图分类号：