氮素富集对青藏高原高寒草甸土壤有机碳迁移和累积过程的影响

来源：土壤学报杂志2015年第1期北京时间：

作者：李林森,程淑兰,方华军,于贵瑞,徐敏杰,王永生,党旭升,李英年

单位：李林森，中国科学院大学资源与环境学院；569941018@qq.com,程淑兰，中国科学院大学资源与环境学院学；slcheng@ucas.ac.cn,方华军，中国科学院地理科学与资源研究所，生态系统观测与模拟重点实验室；fanghj@igsnrr.ac.cn,于贵瑞，中国科学院地理科学与资源研究所，生态系统观测与模拟重点实验室；yugr@igsnrr.ac.cn,徐敏杰，中国科学院大学资源与环境学院；56381385@qq.com,王永生，中国科学院地理科学与资源研究所，生态系统观测与模拟重点实验室；wyswqj@163.com,党旭升，中国科学院地理科学与资源研究所，生态系统观测与模拟重点实验室；dangxusheng@foxmail.com,李英年，中国科学院西北高原生物研究所；ynli@nwipb.ac.cn,

摘要：为深入揭示陆地生态系统碳固定对大气氮沉降增加的响应机理，基于海北高寒草甸多形态（NH4Cl、(NH4)2SO4、KNO3）、低剂量（N 0、10、20、40 kg hm-2 a-1）的增氮控制试验平台，采集各处理水平下不同深度土壤样品，利用颗粒分组法分离测定总土壤有机碳（SOC）以及各粒径组分的碳含量和δ13C值。研究结果表明：低氮显著增加了土壤粗颗粒态有机碳（MacroPOC）和矿质结合态有机碳（MAOC）的含量，而高氮处理正好相反。施氮一致降低土壤细颗粒态有机碳（MicroPOC）含量。此外，添加硝态氮肥对SOC各组分含量和δ13C值的影响显著高于铵态氮肥。总体而言，低氮导致地表30 cm层SOC储量增加了4.5%，而中氮和高氮导致SOC储量分别下降了5.4％和8.8％。低氮处理时新增的碳以MacroPOC为主，而高氮处理时损失的碳主要是MicroPOC。连续5 a施氮促进了颗粒态有机碳（POC）组分的分解，进而导致SOC稳定组分的比例增加。可以认为，大气氮沉降或低剂量施氮（10 kg hm-2 a-1）短期内有利于青藏高原高寒草甸土壤碳截留，硝态氮较铵态氮输入对土壤碳储量增加更为有益。

关键词：氮沉降;颗粒有机质;土壤有机质稳定性;稳定性碳同位素丰度;高寒草甸

基金资助：农业部农业环境与气候变化重点开放实验室开放基金、中国科学院知识创新工程重要方向项目（Y225017EA2）和中国科学院地理科学与资源研究所“秉维”优秀青年人才基金（2011RC202）资助。