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降水量变化与氮添加下荒漠草原土壤酶活性及其影响因素

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土壤酶主要由植物根系和微生物分泌产生,参与有机质降解和元素循环等重要过程.研究降水量变化和氮(N)添加下土壤酶活性及其与植物群落组成以及微生物活动间的联系,可为深入理解全球变化背景下植被-土壤系统中元素的循环与转化机制提供科学依据.该研究基于2017年在宁夏荒漠草原设立的降水量变化(减少50％、减少30％、对照、增加30％以及增加50％)和N添加(0和5 g·m-2·a-1)的野外试验,研究了2018-2019年土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性的变化,分析了其与植物群落组成、微生物生态化学计量特征的关系.结果 表明:与减少降水量相比,增加降水量对3种酶活性的影响较大,但其效应与N添加以及年份存在交互作用.2018年增加降水量对3种酶活性的影响缺乏明显的规律性.2019年增加降水量不同程度地提高了3种酶活性.N添加对3种酶活性影响较小(尤其2019年);草木樨状黄耆(Astragalus melilotoides)生物量与脲酶和磷酸酶活性负相关.糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)生物量与3种酶活性正相关.除Patrick丰富度指数外,植物群落多样性指数普遍与3种酶活性负相关;对酶活性影响较大的因子包括土壤pH、土壤全磷(P)含量和微生物生物量碳(C)∶N∶P.因此,短期内降水量变化及N添加对荒漠草原土壤酶的影响较小(尤其在减少降水量条件下);降水量增加及N添加通过提高植物生物量、改变植物多样性、调节微生物生物量元素平衡以及增强土壤P有效性,直接影响着土壤酶活性.鉴于土壤酶种类的多样化和功能的复杂性,今后还需结合多种酶活性的长期变化规律,深入分析全球变化对酶活性的影响机制.
Soil enzyme activities and their influencing factors in a desert steppe of northwestern China under changing precipitation regimes and nitrogen addition

朱湾湾、王攀、许艺馨、李春环、余海龙、黄菊莹

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宁夏大学生态环境学院,西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地,西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室,银川750021

宁夏大学地理科学与规划学院,银川750021

干旱半干旱区 降水格局改变 大气氮沉降增加 微生物生态化学计量特征 植物群落多样性

NXYLXK2017B0631760144和41961001

2021

10.17521/cjpe.2020.0264

植物生态学报
中国科学院植物研究所　中国植物学会

植物生态学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：2.162
ISSN：1005-264X
年,卷(期)：2021.45(3)
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