黄土高原典型林草地不同土层微生物残体碳对土壤有机碳组分的贡献及其影响因素
来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：
作者：秦冬锐,黄懿梅,黄倩,徐凤璟,申继凯
单位：西北农林科技大学资源环境学院, 杨凌 712100,农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室, 杨凌 712100,农业农村部西北旱地农业绿色低碳重点实验室, 杨凌 712100,西北农林科技大学资源环境学院, 杨凌 712100,农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室, 杨凌 712100,农业农村部西北旱地农业绿色低碳重点实验室, 杨凌 712100,西北农林科技大学资源环境学院, 杨凌 712100,农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室, 杨凌 712100,农业农村部西北旱地农业绿色低碳重点实验室, 杨凌 712100,西北农林科技大学资源环境学院, 杨凌 712100,农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室, 杨凌 712100,农业农村部西北旱地农业绿色低碳重点实验室, 杨凌 712100,西北农林科技大学资源环境学院, 杨凌 712100,农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室, 杨凌 712100,农业农村部西北旱地农业绿色低碳重点实验室, 杨凌 712100
摘要：微生物残体碳（MNC）是土壤有机碳的主要来源，然而不同黄土高原典型林草地不同土层中微生物残体对有机碳组分的贡献和影响因素尚不明确. 因此，本研究采集陕西省子午岭典型林地和草地0~20、20~40、40~70和70~100 cm共4个土层的典型土样，测定土壤有机碳（SOC）、矿物结合态有机碳（MAOC）和颗粒态有机碳（POC）的含量；确定各层土壤POC和MAOC中微生物残体碳、真菌残体碳（FNC）、细菌残体碳（BNC）含量和贡献并分析其影响因素. 结果表明：①在1 m土层中，ω（MAOC）和ω（POC）在草地分别为2.54~11.09 g·kg-1和0.19~3.06 g·kg-1；林地分别为3.02~8.78 g·kg-1和0.30~2.45 g·kg-1. 草地和林地SOC含量在0~20 cm土层中分别是20~40 cm土层的2.53倍和2.35倍，MAOC含量则分别是20~40 cm土层的2.10倍和2.12倍. 草地0~20 cm土层POC含量分别比下面3层高出81.7%、42.86%和40.63%，林地POC含量仅在20~40 cm土层降低了77.14%. SOC、MAOC和POC含量在草地0~20 cm土层分别是林地的1.31、1.26和1.25倍，MAOC和POC含量在林地70~100 cm土层分别是草地的1.19倍和1.58倍. ②1 m土层中，ω（MNC）在草地和林地分别为0.65~5.85 mg·g-1和0.80~6.42 mg·g-1，其中ω（FNC）和ω（BNC）在草地分别为0.09~4.49 mg·g-1和0.03~0.58 mg·g-1，在林地分别为0.02~4.61 mg·g-1和0.04~0.39 mg·g-1. POC和MAOC组分以真菌残体碳为主，草地和林地ω（FNC）/ω（MAOC）在0~20 cm土层分别是20~40 cm土层的1.48倍和17.33倍，20~100 cm土层中，草地ω（FNC）/ω（MAOC）是林地的12.7倍. 草地和林地ω（BNC）/ω（POC）在70~100 cm土层中分别是0~20 cm土层的2.25倍和16.75倍，林地整个土层ω（FNC）/ω（POC）是草地的5.95倍. ③随机森林模型预测草地和林地0~20 cm土层中影响微生物残体碳累积的相对重要因素是AGB、BGB、TN、NO3--N、SOC和DOC，20~100 cm土层中BGB、SOC、DOC、TN、MBC、MBN、NO3--N、NH4+-N和Clay+Silt更为重要；回归分析发现：草地和林地1 m土层中，微生物残体碳在MAOC中与溶解态氮（NO3--N和NH4+-N）和DOC显著正相关，在POC中显著负相关；在20~100 cm土层中，微生物残体碳仅在MAOC中与MBC显著正相关. 综上，林草地不同土层和不同碳组分中微生物残体碳含量不同，可溶性碳氮是影响林草地中微生物残体碳累积的关键因素：当土壤养分水平较高时（0~20 cm土层），林地中真菌主导的微生物通过“体外修饰”方式将残体碳储存在POC中，草地微生物主要通过“体内周转”途径将残体碳储存在MAOC中. 当土壤养分相对贫瘠时（20~100 cm土层），林草地中细菌主导的微生物会利用POC组分中残体作为碳源，产生微生物量并促使残体累积到MAOC中.
关键词：黄土高原,土壤有机碳（SOC）,微生物残体碳（MNC）,颗粒态有机碳（POC）,矿物结合态有机碳（MAOC）,
