氮磷添加对土壤有机碳的影响_ 进展与展望.pdfVIP

植物生态学报 2022, 46 (8): 855-870 DOI: 10.17521/cjpe.2021.0358 Chinese Journal of Plant Ecology 氮磷添加对土壤有机碳的影响: 进展与展望 1 1 2 1* 冯继广 张秋芳 袁 霞 朱 彪 1北京大学城市与环境学院, 生态研究中心, 地表过程分析与模拟教育部重点实验室, 北京 100871; 2杭州师范大学生命与环境科学学院, 杭州 311121 摘 要 土壤有机碳库是陆地生态系统最大的碳库, 在调控全球碳循环和气候变化中起着重要的作用。人为活动所导致的 氮、磷输入和大气氮、磷沉降提高了陆地生态系统的氮、磷可利用性, 进而会通过调控植物生长和微生物活性对土壤有机碳 动态产生重要影响。目前, 在全球范围内已经开展了很多氮磷添加调控土壤有机碳动态的野外控制实验, 并取得了一些突破 和进展, 但还缺乏较为系统全面的梳理与总结。该文以氮磷添加对土壤碳输入和输出的影响为切入点, 从土壤有机碳的碳库 大小、组分和分子组成3个方面系统阐述了氮磷添加对土壤有机碳的影响及其潜在机制。根据以往的研究结果, 氮添加、磷 添加和氮磷共同添加对土壤有机碳库的影响总体上表现为促进作用。其中, 氮添加引起的促进作用是微生物对土壤有机碳的 分解输出降低和/或植物碳输入增加所致, 而磷添加引起的促进作用可能主要是由于植物碳输入的增加。对于土壤有机碳组分 (粒径分组或密度分组)而言, 氮添加虽然同时促进了活性有机碳组分(颗粒态有机碳或轻组分有机碳)和稳定性有机碳组分(矿 物结合态有机碳或重组分有机碳), 但降低了稳定性碳组分占土壤总有机碳的比例。此外, 氮添加对土壤有机碳分子组成的影 响较为复杂, 受到土壤氮有效性、氮添加量和氮形态等因素的调节。与氮添加相比, 磷添加和氮磷共同添加对土壤有机碳组 分和分子组成影响的研究十分有限, 其影响机制尚不清楚。基于已有研究中存在的不足, 该文提出了未来需要加强的4个方面 的研究内容: 磷添加对不同类型生态系统尤其是热带森林土壤有机碳的影响, 氮磷添加下植物和微生物在调控土壤有机碳及 其组分变化中的作用与相对贡献, 长期氮磷添加及其交互作用对土壤有机碳的影响, 氮磷添加对深层土壤有机碳的影响。 关键词 土壤有机碳; 矿物结合态有机碳; 颗粒态有机碳; 分子组成; 微生物群落结构; 密度分组; 氮沉降; 磷沉降 冯继广, 张秋芳, 袁霞, 朱彪 (2022). 氮磷添加对土壤有机碳的影响: 进展与展望. 植物生态学报, 46, 855-870. DOI: 10.17521/cjpe.2021.0358 Effects of nitrogen and phosphorus addition on soil organic carbon: review and prospects 1 1 2 1* FENG Ji-Guang , ZHANG Qiu-Fang , YUAN Xia , and ZHU Biao 1College of Urban and Environmental Sciences, Institute of Ecology, Key Laboratory for Earth Surface Processes of the Ministry of Education, Peking University, Beijing 100871, China; and 2 College of Life and Environmental Sciences, Hangzhou Normal University, Hangzhou 311121, China Abstract