长期施氮加剧亚热带米槠天然林不同深度土壤磷限制:基于土壤胞外酶活性及其化学计量比角度OA北大核心CSTPCD

以福建三明格氏栲自然保护区内的米槠天然林为研究对象,通过设置对照(CK)、低氮(LN,N 40 kg/(hm^(2)·a))、高氮(HN,N80 kg/(hm^(2)·a))处理模拟氮沉降,研究不同施氮年限(4、8 a)、不同深度(0~10 cm和10~20 cm)土壤理化特性和土壤酶活性及其化学计量比的变化,探究长期氮沉降是否加剧亚热带地区土壤磷限制。结果表明:(1)不同年限施氮后土壤pH下降,0~10 cm土层可溶性有机氮(DON)含量随施氮量增加而增加;施氮4 a,0~10 cm土层微生物生物量氮(MBN)含量随施氮量增加显著下降,10~20 cm土层则相反,两土层土壤硝态氮含量均随施氮量的增加而增加;施氮8 a,HN处理下各土层土壤微生物生物量碳(MBC)和MBN含量均最低,0~10 cm土层铵态氮含量随施氮量的增加显著降低。(2)不同年限HN处理提高了各土层土壤β-葡萄糖苷酶(βG)活性,但HN处理8 a明显降低0~10 cm土层β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性;LN和HN处理4 a显著提高0~10 cm土层酸性磷酸酶(ACP)活性,但显著降低10~20 cm土层ACP活性。(3)不同施氮年限下,不同深度土壤酶化学计量比向量角度均大于45°,而且施氮8 a的向量角度要显著大于施氮4 a的向量角度,表明长期施氮加剧了土壤微生物磷限制;不同施氮年限下,0~10 cm和10~20 cm土层土壤酶C∶N∶P化学计量比分别为1∶1∶2和1∶1∶3,与全球生态系统土壤酶C∶N∶P的比值1∶1∶1相比偏离。(4)冗余分析(RDA)表明,DON、MBN和NH4+-N是调控不同施氮年限各土层土壤酶活性和化学计量比变化的主要因子。总之,长期氮沉降明显加剧了亚热带地区土壤磷限制。