古尔班通古特沙漠藓结皮光合生理活性与土壤有机碳组分对长期氮添加的响应

藓结皮是荒漠生物土壤结皮的重要类型,在荒漠生态系统碳固定与碳排放过程中具有重要作用。研究长期氮添加对藓结皮光合生理活性和土壤有机碳(SOC)组分的影响,有助于理解藓结皮光合生理活性特征与荒漠生态系统土壤碳固存之间的关系及其调控因子。为此,研究依托古尔班通古特沙漠野外长期(13a)氮添加实验,以齿肋赤藓形成的藓结皮为研究对象,选取0(N0)、1.0(N1)、3.0 g N m-2a-1(N3)三种氮处理,阐明长期氮添加对藓结皮光合生理活性和SOC组分的影响。结果表明:(1)相比对照,长期氮添加对结皮层颗粒有机碳(POC)与矿物结合态有机碳(MAOC)含量无显著影响,但显著减少了0—5 cm土层POC和MAOC含量的积累;(2)N1处理显著提高了叶绿素和非结构性碳水化合物(NSC)含量,而N3处理叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及NSC的含量分别显著降低了50.94%、42.49%、46.71%和50.85%;(3)可溶性糖的含量在N1处理下显著增加,N3处理则显著抑制了其积累,脯氨酸的含量随氮浓度呈显著下降的趋势,长期氮添加对可溶性蛋白含量无显著影响;(4)相关性分析表明,长期氮添加、光合生理活性与POC和MAOC含量无显著相关性,酸碱度、微生物量碳氮、电导率、硝态氮和铵态氮皆显著影响POC和MAOC的含量积累。研究揭示了长期氮添加对藓结皮的光合生理活性和SOC组分的影响,且光合生理活性的响应无法有效反映SOC组分变化,为理解荒漠生态系统中氮沉降对生物土壤结皮的影响提供数据支持。

西北荒漠区土壤氮素组分沿干旱梯度的空间变化

旱区面积占比大,对全球气候变化响应敏感。氮素通常被认为是荒漠生态系统的第二大限制资源,存在不同的形态,然而目前尚不清楚干旱程度如何影响土壤氮素的空间分布。本研究基于中国西北荒漠区54个样点的无机氮、有机氮和全氮数据,结合气候环境数据,探究不同干旱程度下,西北旱区氮素组分的空间变化及驱动要素。结果表明:土壤氮素沿干旱梯度的空间变化存在明显的干旱阈值(0.87),土壤氮素组分的空间变化对干旱程度的响应呈现突变特征;在阈值附近,土壤全氮、有机氮含量和有机无机氮比例急速上升,而硝态氮含量快速下降;干旱阈值前后的全氮和有机氮含量均随干旱增加而显著下降;0~10 cm土层内,土壤全氮和有机氮含量随土层的加深而逐渐增加。干旱程度会直接或通过土壤含水率、电导率和pH间接影响氮素组分的空间变化。