模拟氮沉降和石灰添加对草甸草原土壤环境的影响.pdf

摘要

在全球变化的大背景下，氮沉降对陆地生态系统的影响日益凸显，尤其是在中

国北方的半干旱区典型温带草原生态系统中。本研究聚焦于氮沉降导致的土壤酸

化问题，依托额尔古纳生态站酸碱调控实验平台，探究氮添加和石灰添加对土壤团

聚体稳定性、土壤酸化特征、金属元素有效性以及土壤营养元素及其获取酶活性的

影响，来揭示氮沉降对草甸草原土壤环境的影响以及石灰添加是否会缓解加氮的

酸化效应。本研究主要得出以下结果：

1）研究发现氮添加显著影响草地土壤团聚体组成，土壤大团聚体相对含量显

著减少，微团聚体增加，土壤团聚体的稳定性显著降低；加氮基础上添加石灰对团

聚体稳定性的降低具有一定的恢复作用。氮添加导致草地土壤pH值显著下降，这

也是土壤团聚体组成与稳定性变化的主要原因；在氮添加情况下补充石灰能提高

土壤pH，增强土壤酸中和能力与阳离子交换性能，减缓氮沉降所加速的土壤酸化

进程。

2）氮添加导致的土壤酸化引起土壤交换态盐基离子（钙、镁等）的淋溶，降

低土壤的交换性盐基离子总量和盐基饱和度，同时引起铁锰等金属离子的活化；施

加石灰则可以通过补充土壤中的钙离子，提高阳离子交换性能及盐基饱和度，显著

减缓氮沉降导致的土壤酸化进程，并进一步减轻氮添加下的土壤离子失衡。

3）氮添加显著影响土壤碳氮磷养分含量及其计量比：显著提高土壤速效氮含

量，降低可溶性有机碳和有效磷含量，导致土壤C/N的降低与N/P的增加；石灰

添加提高了土壤全碳和可溶性有机碳含量，并提高了大、小团聚体有效磷含量。养

分获取相关酶活及计量比结果显示，氮添加降低土壤微生物量碳、氮以及氮磷获取

酶的活性，其变化与pH值呈现显著正相关，同时氮添加显著提高土壤碳/氮获取

酶计量比，表明氮添加缓解氮限制的同时加剧其碳限制，石灰的添加则能缓解氮添

加对微生物元素获取酶活性及计量比的影响。

综上所述，本研究发现合理施用石灰对于改善由氮沉降引起的土壤环境酸化

以及土壤离子与养分失衡有一定作用。本研究不仅为理解氮沉降和土壤酸化对草

甸草原土壤环境的影响提供了新的见解，还为草原生态系统的管理和修复提供了

科学依据，这对于促进生态系统的可持续利用和保护具有重要的指导价值。

关键词:氮沉降，石灰添加，团聚体，土壤酸化，酶计量比

TheImpactofSimulatedNitrogenDepositionandLime

AdditionontheSoilEnvironmentofMeadowSteppe

Abstract

Underthebackdropofglobalchange,theimpactofnitrogendepositiononterrestrial

ecosystemshasbecomeincreasinglyprominent,especiallyinthetypicaltemperate

grasslandecosystemsofthesemi-aridregionsinnorthernChina.Thisstudyfocuseson

theissueofsoilacidificationcausedbynitrogendeposition,relyingontheacid-base

regulationexperimentalplatformoftheErgunecologicalstationtoexploretheeffectsof

nitrogenandlimeadditiononsoilaggregatestability,soilacidificationcharacteristics,

metalelementavailability,andsoilnutrientelementsandtheiracquisitionenzymeactivity.

Theaimistorevealtheimpactofnitrogendepositionongrasslandsoilenvironmentand

whetherlimeadditioncanalleviatetheeffec