氮添加对巴音布鲁克高寒湿地土壤微生物量和酶活性的影响

随着全球氮沉降速率的快速增加,已对陆地生态系统微生物群落活性和代谢产生了深刻的影响.因此迫切需要了解全球气候变化敏感区土壤中微生物量和酶活性对氮添加的响应.为此,以中亚干旱区巴音布鲁克高寒湿地为研究对象,在保护良好的高寒湿地选择沼泽(S)、沼泽草甸(SM)和草甸(M)3种湿地类型布设野外原位氮添加试验(施氮浓度分别为0、8、16 kg N hm-2 a-1),探究短期氮添加对土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量碳/氮(MBC/MBN)、微生物商(QMB)、土壤蛋白酶、脲酶、碱性磷酸酶、H2O2酶和蔗糖酶活性的影响.结果表明:(1)高寒湿地不同湿地类型土壤微生物量和酶活性存在显著差异,其中SM 土壤MBC、MBN、MBC\N、QMB较S和M区高,对酶活性而言,SM和M区土壤蛋白酶和碱性磷酸酶活性较高,M区H2O2酶和脲酶活性较高.(2)氮添加显著增加了 3种湿地类型中土壤MBC和MBN,其中MBC增加了7.00％-119.00％,MBN 增加了 8.03％-38.26％.氮添加仅显著增加了 S 和 SM 区土壤 MBC/N 和 QMB(增加了 24.68％-113.10％),但抑制了 M区土壤MBC/N和QMB(抑制了 8.93％-10.36％).(3)氮添加显著增加了 3种湿地类型土壤中脲酶、蛋白酶和H2O2酶活性,分别增加了 7.25％-59.63％、4.71％-58.55％和 34.70％-157.27％.但是氮添加对土壤碱性磷酸酶活性无显著影响.对蔗糖酶而言,N1处理增加了 S区土壤蔗糖酶活性(增加了 58.58％),而N2处理显著降低了 22.72％.氮添加对SM和M区蔗糖酶活性无显著影响.(4)结构方程模型的结果显示,氮添加直接增加了土壤微生物量和酶活性.而随着湿地类型的变化(S-SM-M)直接和间接(通过pH)增加了酶活性;湿地类型的变化还通过影响pH、有机碳和有效养分间接增加了土壤微生物量.总之,氮添加和湿地类型可直接或间接的影响着土壤微生物量和酶活性.其中,土壤pH和有机碳是微生物量和酶活性变化的主要影响因素.本研究可为中亚干旱区高寒湿地应对未来气候变化的措施的制定提供技术参考.