内蒙古大学徐柱文团队发现氮添加减缓了雨量减少对典型草原土壤多功能性的负效应

学术   2024-11-07 11:21   江苏  
CK:对照,RF:减少降雨频率;ID:严重干旱;CD:缓慢干旱;N:氮添加;SWC:土壤含水量,MBN:土壤微生物量氮,IN:土壤无机氮,SMF:土壤多功能性。

全球变化背景下,干旱事件频发和氮沉降持续增加改变了陆地生态系统的土壤功能。然而,很少有研究探索土壤多功能性对不同干旱情景的响应,尤其是在氮沉降同时增加情况下的响应。内蒙古大学徐柱文研究团队依托在内蒙古典型草原开展了四年的一项野外控制实验,通过模拟生长季早期极端干旱(ID,极端干旱)、生长旺季降雨量减半(CD,缓慢干旱)和降雨频率减半(RF)以及氮沉降增加,探讨了不同干旱情景和氮沉降对半干旱典型草原土壤微生物生物量和土壤多功能性(基于土壤酶活性测定)的影响及相关机制。
研究结果表明,极端干旱缓慢干旱均显著降低了土壤多功能性、微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)。缓慢干旱也降低了土壤微生物量碳与氮的比值,降雨频率减半对土壤多功能性和土壤微生物生物量的影响较小。氮添加可提高土壤多功能性、土壤微生物量碳和微生物量氮。土壤微生物量氮土壤含水量无机氮含量是土壤多功能性响应干旱和氮添加的重要驱动因子,其中减少雨量(ID和CD)通过降低土壤微生物量氮和土壤含水量直接或间接地降低了土壤的多功能性,而氮添加主要通过增加土壤微生物量氮和无机氮含量来增加土壤的多功能性。该研究首次提供了半干旱典型草原降雨减少和氮富集对土壤微生物生物量和土壤多功能性具有相反影响的实验证据,并提示氮肥施用可能是缓解气候干旱对受水氮限制的草地生态系统土壤功能负面影响的有效措施。

1.干旱和氮添加对土壤微生物量碳、土壤微生物量氮和微生物量碳氮比值的影响

2.干旱和氮添加对土壤多功能性的影响

3.干旱和氮添加驱动土壤多功能性的途径

该研究以“Nitrogen addition alleviates the negative effects of reduction in precipitation on soil multifunctionality in a typical steppe”为题于11月2日在线发表在Applied Soil Ecology杂志,内蒙古大学博士生申颜为该论文第一作者,徐柱文教授为通讯作者(GCB | 内蒙古大学徐柱文研究团队揭示水、氮添加对温带草原地上和地下生产力的稳定性具有相反作用Sci China Life Sci | 内蒙古大学徐柱文研究团队揭示氮素添加和刈割影响温带草原干旱抵抗力和恢复力的机理内蒙古大学徐柱文团队发现氮沉降缓解干旱对温带草原生产力的负面影响内蒙古大学徐柱文团队发现降水量减少、降水频率减少和氮添加对半干旱草原生态系统碳通量的影响不同)。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2024.105727

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