SBB | 营养物质的添加减少了西藏草原土壤中碳的固定

推荐：江舜尧

编译：I AM Spring

编辑：小菌菌

中国科学院南京土壤研究所,土壤与可持续农业国家重点实验室丁维新等人于2020年2月24日在Soil Biology and Biochemistry发表题目为《Nutrient addition reduces carbon sequestration in a Tibetan grassland soil: Disentangling microbial and physical controls》的文章，该研究发现了西藏草原土壤中，添加营养物质可以减少碳的固定:减少微生物和物理控制。

文章摘要

氮（N）和磷（P）的可用性会严重影响陆地生态系统中的碳（C）循环和存储。营养物质的添加可以通过提高地下和地下植物的生产力来增加土壤中的碳输入量，但同时可以加速土壤中有机物的分解。这些影响土壤有机碳（SOC）动态的机理尚不清楚，尤其是在营养有限的高山生态系统中，近几十年来氮和磷的利用率不断提高。

这项研究的目的是弄清添加氮和磷四年后高寒草地土壤中SOC分解和稳定的潜在机制。分析了土壤团聚体的大小分布，微生物群落结构（脂质生物标志物），微生物碳利用效率（CUE）和微生物坏死物质组成（氨基糖生物标志物）。营养添加增加了快速生长的细菌（copiotrophs）的优势，而单独添加P则增强了丛枝菌根真菌和腐养真菌之间的竞争性相互作用。这些变化导致利用葡萄糖的微生物CUE降低了1.6-3.5％，利用香草醛的微生物CUE降低了8.5％，因此降低了表层土壤的SOC含量。微生物总坏死不受营养添加的影响，但真菌坏死对SOC的贡献增加。在氮素利用率提高的条件下，丛枝菌根真菌和真菌坏死菌的丰度增加，使土壤大型骨料（> 250μm）的质量比提高了16.5-20.3％。因此，真菌在添加氮后高度参与了宏观聚集，因此通过增强物理保护来减轻SOC损失。总体而言，微生物生理学（CUE），坏死物质成分（氨基糖）和物理保护作用（宏观聚集）之间的复杂相互作用在调节SOC动态响应养分富集的过程中被解开，可以通过这个过程更好地预测高山草地土壤作为碳汇的能力。

文中重要图片说明

表1 | 氮、磷添加对土壤性质的影响。

表2 | N和P添加量对土壤氨基糖含量(mg kg^-1)和比率的影响。

图1 | 磷脂脂肪酸（PLFA）表示，氮和磷的添加对土壤微生物数量和比例的影响。

图2 | 氮和磷的添加对（a，d）大型骨料，（b，e）微骨料和（c，f）淤泥加粘土组分的质量比例和有机碳含量分布的影响。

图3 | 氮和磷的添加对¹³C-葡萄糖和¹³C-香兰素的微生物碳利用效率（CUE）的影响。

图4 | 土壤有机碳含量与（a）¹³C-葡萄糖和（b）¹³C-香兰素的微生物碳利用效率（CUE）之间的关系。

图5 |氮和磷的添加对（a）微生物坏死和（b）微生物坏死与土壤有机碳（SOC）的比率以及真菌坏死与细菌坏死的比率的影响。

图6 |大骨料的质量比例与（a）丛枝菌根真菌（AMF）的丰度和（b）真菌坏死之间的关系。

图7 |概念图说明各种因素对高寒草地中氮和磷的添加对土壤有机碳分解和稳定的主要影响。

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