氮磷富集对森林土壤碳截存的影响研究进展
发布时间：2022-01-11 16:37
大气氮磷沉降增加森林土壤养分的可利用性,改变底物的化学质量、土壤微生物组成和功能,进而影响土壤有机质的储量与稳定性。然而,现有研究主要集中在氮素富集对自然森林生态系统碳截存的影响,有关磷富集以及氮磷交互对人工林土壤有机碳（SOC）截存的影响及其微生物学机制尚不清楚。本文综述了氮磷富集对森林土壤碳转化和净交换通量、土壤有机质（SOM）的激发效应、SOM组成与稳定性以及介导碳转化功能微生物群落的影响,并指出各个研究环节的不足,包括:（1）森林土壤碳通量及其组分对氮磷富集的非线性响应方程及临界阈值尚未确定;（2）氮磷富集对森林SOM激发效应的影响程度与潜在机制知之甚少;（3）SOM的物理-化学协同稳定机制研究不够深入;（4）土壤活性微生物群落组成、SOM化学结构与SOC累积之间的耦联关系尚不清晰。据此,指出未来研究重点与研究思路:基于多水平氮磷添加控制试验和13C标记培养实验,利用原位监测、土壤化学(13C-NMR和Py-GC/MS)、宏基因组测序的分子生物学方法,重点研究氮磷添加及其交互作用对人工林土壤碳排放与流失通量、微生物激发效应、SOM组成...
【文章来源】：土壤学报. 2019,56(01)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
氮磷富集对森林生态系统地下碳循环过程的影响Fig.1Effectsofnitrogenandphosphorusenrichmentonundergroundcarbonrecyclingprocessesinforestecosystemshttp：//pedologica.issas.ac.cn
http：//pedologica.issas.ac.cn4土壤学报56卷变的氮沉降临界负荷也尚未确定。2氮磷富集对原有SOC激发效应的影响激发是指有机质输入促使SOC周转发生的变化，方向可正可负，导致SOC矿化增加或降低［27］。正负激发的平衡非常复杂，在时间和空间上可以相互转化。全球尺度上，根系分泌物、凋落物和动物残体输入能够导致SOM矿化增加380%（正激发）或降低50%（负激发)［28］，显著影响陆地生态系统和土壤的碳平衡。与微生物活性相关的激发机制包括：（1）共代谢（co-metabolism）和活化理论：添加易降解的能源物质刺激了微生物活性，增加微生物矿化SOM的能力［27］；（2）刺激/抑制作用：添加的底物改变了土壤环境（如pH），提高或降低微生物活性［28］；（3）底物优先利用：添加的底物更容易被微生物作为能源利用，导致SOM分解下降［29］；（4）稳定机制：添加的底物与SOM相互作用或被SOM吸附，降低微生物的可利用性［28］；（5）微生物挖掘（microbialmining）：在氮受限制而活性碳充足时，微生物利用碳和能源来获取难分解有机质中的氮、磷养分［30］。本质上，负激发是微生物从利用SOM转变为固持活性有机质，在微生物活性受碳限制时发生［31］。普遍认为，负激发是底物优先利用的结果，而活化理论与微生物挖掘常被用来解释SOM矿化的正激发效应［32］。激发效应的发生还会受到土壤养分可利用性的制约。氮添加对SOM降解具有负激发、正激发和零激发等三种效应。当土壤养分缺乏时，微生物可“投资”1%～5%的同化产物用于产生胞外酶，通过解聚作用来分解部分难以利用的有机质，获取其所需的养分［33］。在氮磷富集条件下，微生物偏好利用易分解的有机质，而无需通过分解难以利用的SOM来获取养分，从而减少对胞外酶的投资。同
本文编号：3583106
【文章来源】：土壤学报. 2019,56(01)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
氮磷富集对森林生态系统地下碳循环过程的影响Fig.1Effectsofnitrogenandphosphorusenrichmentonundergroundcarbonrecyclingprocessesinforestecosystemshttp：//pedologica.issas.ac.cn
http：//pedologica.issas.ac.cn4土壤学报56卷变的氮沉降临界负荷也尚未确定。2氮磷富集对原有SOC激发效应的影响激发是指有机质输入促使SOC周转发生的变化，方向可正可负，导致SOC矿化增加或降低［27］。正负激发的平衡非常复杂，在时间和空间上可以相互转化。全球尺度上，根系分泌物、凋落物和动物残体输入能够导致SOM矿化增加380%（正激发）或降低50%（负激发)［28］，显著影响陆地生态系统和土壤的碳平衡。与微生物活性相关的激发机制包括：（1）共代谢（co-metabolism）和活化理论：添加易降解的能源物质刺激了微生物活性，增加微生物矿化SOM的能力［27］；（2）刺激/抑制作用：添加的底物改变了土壤环境（如pH），提高或降低微生物活性［28］；（3）底物优先利用：添加的底物更容易被微生物作为能源利用，导致SOM分解下降［29］；（4）稳定机制：添加的底物与SOM相互作用或被SOM吸附，降低微生物的可利用性［28］；（5）微生物挖掘（microbialmining）：在氮受限制而活性碳充足时，微生物利用碳和能源来获取难分解有机质中的氮、磷养分［30］。本质上，负激发是微生物从利用SOM转变为固持活性有机质，在微生物活性受碳限制时发生［31］。普遍认为，负激发是底物优先利用的结果，而活化理论与微生物挖掘常被用来解释SOM矿化的正激发效应［32］。激发效应的发生还会受到土壤养分可利用性的制约。氮添加对SOM降解具有负激发、正激发和零激发等三种效应。当土壤养分缺乏时，微生物可“投资”1%～5%的同化产物用于产生胞外酶，通过解聚作用来分解部分难以利用的有机质，获取其所需的养分［33］。在氮磷富集条件下，微生物偏好利用易分解的有机质，而无需通过分解难以利用的SOM来获取养分，从而减少对胞外酶的投资。同
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