吳曉霞 元曉春 梅孔燦 劉苑苑 陳文偉 陳岳民

摘要［目的］探究凋落葉、P添加及其交互作用對(duì)有機(jī)碳（SOC）和有機(jī)氮（SON）組分的影響。［方法］以馬尾松土壤為研究對(duì)象，通過(guò)為期125 d的室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)，探究了3種凋落葉添加（馬尾松、火力楠和楓香）和P添加（KH2PO4）對(duì)土壤SOC和SON組分的影響。［結(jié)果］凋落葉添加和P添加均顯著降低了惰性碳（RP-C）組分的含量，兩者共同添加時(shí)表現(xiàn)出較強(qiáng)的交互作用。凋落葉對(duì)SOC和SON的影響受土壤P有效性的影響，P添加加速了凋落葉添加下土壤微生物對(duì)原有RP-C的分解。冗余分析顯示，氨態(tài)氮（NH+4-N）和有效磷（AP）是SOC組分重要的影響因子，而SON組分重要的預(yù)測(cè)因子是可溶性有機(jī)氮（DON）和微生物生物量磷（MBP）。［結(jié)論］P添加會(huì)促進(jìn)凋落葉在土壤的分解和轉(zhuǎn)化，且凋落葉的輸入增加了對(duì)RP-C的分解，這將進(jìn)一步加速SOC的周轉(zhuǎn)。

關(guān)鍵詞凋落葉；P添加；兩步酸水解；土壤有機(jī)碳、氮組分；酶活性

中圖分類號(hào)S 714文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2023）24-0104-07

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.24.023

Effects of Different Litter Leaves and Phosphorus Addition on Soil Organic Carbon and Nitrogen Components of Pinus massoniana Soil in Subtropics

WU Xiaoxia1，2， YUAN Xiaochun1，2，3， MEI Kongcan1，2 et al

（1. College of Geographical Science， Fujian Normal University， Fuzhou， Fujian? 350007;2. Cultivation Base of State Key Laboratory of Humid Subtropical Mountain Ecology， Fuzhou， Fujian 35000;3.College of Tourism， Wuyi University，? Wuyishan， Fujian 354300）

Abstract［Objective］ To investigate the effects of leaf litter， P addition， and their interactions on changes in SOC and SON components.［Method］The effects of three kinds of withered leaf additions （Michelia macclurei， Pinus masson and Liquidam fortiana） and P addition （KH2PO4） on SOC and SON components were investigated through a 125day indoor culture experiment with the soil of Pinus massoniana as the research object. ［Result］The results showed that both leaf litter addition and P addition significantly reduced the content of recalcitrant C （RPC） component， and they showed a strong interaction. The effects of leaf litter on SOC and SON were influenced by soil P availability， and P addition accelerated the decomposition of original recalcitrant C by soil microorganisms under leaf litter addition.Redundancy analysis showed that ammonia nitrogen （NH+4N） and available phosphorus （AP） were the most important influencing factors of SOC fraction， while dissolved organic carbon （DON） and microbial biomass phosphorus （MBP） were the most important predictors of SON fraction. ［Conclusion］P addition can promote the decomposition and transformation of leaf litter in soil， and the input of leaf litter increases the decomposition of recalcitrant C， which will further accelerate the turnover of SOC. This study will provide a scientific basis for the study of carbon and nitrogen cycling in subtropical soil with increased litter input and P limitation and forest soil management in Daiyunshan Nature Reserve.

Key wordsLeaf litter;Phosphorus addition;Twostep acid hydrolysis;Carbon and nitrogen components;Enzyme activity

土壤有機(jī)碳（SOC）和土壤有機(jī)氮（SON）對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)功能具有重要作用，尤其在提高土壤和生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性和生產(chǎn)力方面至關(guān)重要［1］。土壤碳庫(kù)是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫(kù)，其碳儲(chǔ)量約為1 550 Gt（深可達(dá) 1 m），是大氣或植被碳庫(kù)的2.5～3.0倍［2］。作為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的關(guān)鍵因子，SOC微小的動(dòng)態(tài)變化會(huì)對(duì)外界CO2的排放產(chǎn)生重大影響，最終導(dǎo)致氣候的正反饋［3］；而SON是礦質(zhì)氮的源和庫(kù)，占全氮 90% 以上，是土壤供氮潛力的主要貢獻(xiàn)者。因此，識(shí)別和控制SOC和SON 的動(dòng)態(tài)變化對(duì)于評(píng)估陸地生態(tài)系統(tǒng)碳、氮通量及全球碳氮模型的預(yù)測(cè)至關(guān)重要。

SOC和SON成分復(fù)雜多樣，目前對(duì)其不同成分動(dòng)態(tài)的單獨(dú)研究仍存在技術(shù)挑戰(zhàn)。通常，活性組分是植物和微生物所需養(yǎng)分的直接供應(yīng)庫(kù)；而頑固性組分更多地表現(xiàn)為土壤碳、氮的長(zhǎng)期儲(chǔ)存狀態(tài)［4］。根據(jù)難易降解程度及分解速率，兩步酸水解法可以將SOC和SON劃分為活性組分和頑固性組分（包括慢性、惰性組分）［5］。這將為探究SOC和SON不同組分動(dòng)態(tài)變化，厘清SOC和SON組分對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)及其關(guān)鍵影響因素提供可能。

全球氣候變暖情境下，植物光合作用的加強(qiáng)將促進(jìn)植物生物量增長(zhǎng)，引起植物生命周期過(guò)程中凋落物增加。通常而言，由于不同森林類型的凋落葉數(shù)量和質(zhì)量不同，其SOC和SON的含量會(huì)存在差異?，F(xiàn)有研究表明，凋落物增加會(huì)顯著降低SOC和SON中的活性組分，增加惰性組分，從而增強(qiáng)土壤碳、氮穩(wěn)定性［6］。其可能原因在于凋落葉輸入會(huì)改變土壤-凋落葉層的理化性質(zhì)和生物特性，如有效氮的含量、微生物群落和酶活性［7-8］，但對(duì)其具體影響過(guò)程還缺乏系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。此外，近20年亞洲和歐洲大氣磷（P）沉降呈顯著上升趨勢(shì)［9］，也增加了森林土壤P元素的供應(yīng)。P元素是植物生長(zhǎng)不可或缺的重要養(yǎng)分，P供應(yīng)增加可以提供有效的P源，減少微生物為獲取P而對(duì)SOC的利用，從而減少SOC的分解［8］。有研究表明，P添加對(duì)SOC的貢獻(xiàn)可能是由于通過(guò)增加殘?bào)w分解酶的活性來(lái)改變土壤微生物生物量［10-11］。Fang等［12］研究發(fā)現(xiàn)，P添加會(huì)通過(guò)改變微生物群落和纖維生物苷酶活性增加SOC積累。劉仁［13］研究表明，NH+4-N、N∶P、全P等理化性質(zhì)是調(diào)控土壤微生物群落的主導(dǎo)因子。但目前對(duì)P添加如何調(diào)控SOC和SON組分變化還不夠深入。由此可見(jiàn)，凋落葉添加和P添加對(duì)SOC和SON組分均存在重要影響，但其作用機(jī)制仍有待進(jìn)一步探索，特別是對(duì)兩者共同添加如何影響SOC和SON組分還知之甚少。

馬尾松（Pinus massoniana，PM）是我國(guó)重要的鄉(xiāng)土樹(shù)種之一，具有分布面積廣，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，用途廣，適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛分布于我國(guó)亞熱帶地區(qū)，并延至北熱帶［14］。前期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，針葉樹(shù)種馬尾松、闊葉樹(shù)種火力楠（Michelia macclurei，MM）和闊葉樹(shù)種楓香（Liquidambar formosana，LF）的凋落葉因C∶N不同而質(zhì)量差異較大［14］。因此，筆者采用雙因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，在亞熱帶馬尾松林土壤中單獨(dú)或共同添加不同質(zhì)量凋落物和P，通過(guò)125 d的室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)，探究馬尾松、火力楠和楓香3種凋落葉和P添加對(duì)SOC和SON的影響過(guò)程及機(jī)制，并闡明影響有機(jī)碳氮組分的關(guān)鍵因子，以期預(yù)測(cè)環(huán)境變化對(duì)亞熱帶土壤SOC、SON循環(huán)過(guò)程的影響，為亞熱帶森林土壤碳氮循環(huán)過(guò)程及機(jī)制研究提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)域與樣地概況

試驗(yàn)土壤樣品采集于福建戴云山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)（25°38′07″～25°43′40″N，118°05′22″～118°20′15″E），該區(qū)屬于典型的亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，海拔為700～1 500 m。年均溫為19.5 ℃，年降水量為1 700～2 000 mm（主要集中在3—9月），年霧日達(dá)220 d［15］，土壤以花崗巖風(fēng)化發(fā)育而成的紅壤為主。2019年5月在馬尾松林下去除表面凋落葉后隨機(jī)選點(diǎn)取樣，多點(diǎn)混合成1個(gè)土壤樣品，研磨過(guò)2 mm土壤篩，混勻后4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與培養(yǎng)

采用雙因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選擇馬尾松、火力楠和楓香3個(gè)樹(shù)種進(jìn)行凋落葉添加，同時(shí)分別做施P和不施P處理。試驗(yàn)共8個(gè)處理，包括對(duì)照（CT），P單獨(dú)添加（P），馬尾松凋落葉單獨(dú)添加（PM），火力楠凋落葉單獨(dú)添加（MM），楓香凋落葉單獨(dú)添加（LF），馬尾松凋落葉+P共同添加（PM+P），火力楠凋落葉+P共同添加（MM+P），楓香凋落葉+P共同添加（LF+P），每處理3次重復(fù)。具體操作如下：每個(gè)處理稱取經(jīng)含水率換算后含100 g干土重的鮮土于500 mL培養(yǎng)瓶中，將不同樹(shù)種葉片風(fēng)干磨碎后按照原有SOC 2%的比例進(jìn)行凋落葉C的添加（20 mg/g SOC），能刺激微生物活性［16］。P添加形式為KH2PO4，依據(jù)田間管理方式施P量為30 mg/kg［17］。每處理3次重復(fù)，將培養(yǎng)瓶置于25 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，調(diào)節(jié)土壤含水率到田間最大持水量的60%。培養(yǎng)125 d后測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

土壤基本理化性質(zhì)的測(cè)定：pH采用電位法，以土∶水為1∶2.5進(jìn)行混合，振蕩?kù)o置后用pH計(jì)（PHS-3B）測(cè)定；可溶性有機(jī)碳（DOC）用去離子水以土∶水為1∶4浸提，振蕩離心，上清液用0.45 μm濾膜過(guò)濾后，用總有機(jī)碳分析儀（TOC-VCPH/CPN，Japan）測(cè)定；氨態(tài)氮（NH+4）和硝態(tài)氮（NO-3）用KCl溶液浸提后，經(jīng)振蕩、離心、過(guò)濾，于24 h內(nèi)使用連續(xù)流動(dòng)分析儀（SKALAR San++，Netherlands）測(cè)定［18］；總磷（TP）采用凱式消煮法提取后用連續(xù)流動(dòng)分析儀（SKALAR San++，Netherlands）測(cè)定；土壤有機(jī)碳（SOC）和總氮（TN）等采用碳氮元素分析儀（Elementar Vario MAX，Germany）測(cè)定［19］；有效磷（AP）用0.5 mol/L NaHCO3提取［20］，采用連續(xù)流動(dòng)分析儀（SKALAR San++，Netherlands）測(cè)定。

土壤SOC、SON的測(cè)定：采用2步酸水解法酸解SOC、SON組分［21］，即在 1 g通過(guò) 0.149 mm 篩的風(fēng)干土樣中加入20 mL 5 mol/L H2SO4，在密封的消煮管中用105 ℃水解30 min，離心、過(guò)濾回收水解產(chǎn)物。用20 mL去離子水洗滌殘?jiān)?，并將洗滌物加入水解液中。將水解產(chǎn)物作為不穩(wěn)定庫(kù)I（LPI），分析不穩(wěn)定庫(kù)I的C（活性碳，LPI-C）和N（活性氮，LPI-N）。剩下的殘?jiān)? mL 26 mol/L H2SO4在室溫下連續(xù)搖動(dòng)水解過(guò)夜。然后用去離子水稀釋酸的濃度到2 mol/L，在105 ℃下水解3 h，多次振蕩。水解產(chǎn)物的回收方式與LPI相同。將第2個(gè)水解產(chǎn)物作為不穩(wěn)定庫(kù)II（LPII），分析其C（慢性碳，LPII-C）和N（慢性氮，LPII-N）。不穩(wěn)定庫(kù)I主要含有植物來(lái)源的多糖（如半纖維素和淀粉）和微生物來(lái)源的多糖（主要是微生物細(xì)胞壁），而不穩(wěn)定庫(kù)II主要由纖維素組成［22-23］。頑固性C（RP-C）和N（RP-N）庫(kù)計(jì)算為總SOC、SON庫(kù)（即SOC或TN）與不穩(wěn)定庫(kù)（LPI和LPII之和）的差值。

土壤微生物生物量的測(cè)定：微生物生物量碳（MBC）用氯仿熏蒸-浸提法［24］提取，用總有機(jī)碳分析儀（TOC-VCPH/CPN，Japan）測(cè)定。微生物生物量氮（MBN）提取方法同MBC，采用連續(xù)流動(dòng)分析儀（SKALAR San++，Netherlands）測(cè)定。微生物生物量磷（MBP）采用氯仿熏蒸-NaHCO3浸提法［25］提取，測(cè)定儀器同MBN。土壤 MBC、MBN及MBP的計(jì)算見(jiàn)梅孔燦等［14］的文獻(xiàn)。

土壤微生物酶活性的測(cè)定：測(cè)定4種水解酶［纖維素水解酶（CBH）、β-葡萄糖苷酶（βG）、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）和酸性P酸酶（ACP）］活性和2種氧化酶［酚氧化酶（PHO）和過(guò)氧化物酶（PEO）］活性。測(cè)定方法參考Saiya-Cork［26-27］的文獻(xiàn)。

1.4數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析采用Excel 2019和SPSS 25.0軟件，冗余分析（RDA）采用Canoco 5軟件，作圖采用Origin 9.0軟件。不同處理間各指標(biāo)的差異顯著性采用單因素方差分析（One-way ANOVA）和鄧肯方差分析法（Duncan）計(jì)算。凋落葉、P添加以及兩者交互作用對(duì)土壤理化性質(zhì)、SOC、SON組分、土壤微生物生物量和土壤酶活性等指標(biāo)的影響采用雙因素方差分析（Two-way ANOVA）進(jìn)行分析處理。RDA以不同凋落葉和P添加處理的SOC組分和SON組分為響應(yīng)變量，以基本理化性質(zhì)、土壤微生物生物量和酶活性為解釋變量進(jìn)行分析。

2結(jié)果與分析

2.1土壤基本理化性質(zhì)

培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，凋落葉添加對(duì)N有效性的影響顯著，凋落葉添加顯著降低了DON（P=0.002）、NH+4-N（P<0.001）和NO-3-N（P=0.007）的含量，凋落葉和P共同添加時(shí)，進(jìn)一步降低了土壤中DON和NH+4-N的含量。P添加處理對(duì)TN和C∶N無(wú)影響，但當(dāng)?shù)蚵淙~添加TN和C∶N極顯著降低（P<0.01），且凋落葉和P添加交互作用顯著（P<0.05）。凋落葉添加對(duì)TP和C∶P的影響與TN和C∶N一致（P<0.05），但P添加整體上提高了土壤TP的含量和AP含量（P<0.001），降低了C∶P的含量（P<0.001），且極顯著降低了DOC的含量（P<0.01）（表1、2）。

2.2不同處理對(duì)SOC和SON的影響

結(jié)果顯示，單獨(dú)凋落葉添加和單獨(dú)P添加均極顯著降低了RP-C組分的含量（P<0.01）。相比于單獨(dú)凋落葉添加，凋落葉和P共同添加對(duì)活性碳LPI-C和慢性碳LPII-C的影響更加顯著。具體而言，相比于PM單獨(dú)添加，PM+P處理下LPI-C組分的含量顯著增加，而LPII-C組分的含量極顯著降低（P<0.01）；相比于MM處理，MM+P處理則極顯著增加了LPI-C組分含量（P<0.01）（圖1）。

凋落葉添加對(duì)各SON組分有顯著影響（P<0.05），但各處理之間，只有MM和LF 2種凋落葉添加顯著增加了土壤中RP-N組分的含量（P<0.05）。單獨(dú)P添加對(duì)各SON組分均無(wú)顯著影響，但相比單獨(dú)凋落葉添加處理，PM+P處理顯著增加了LPI-N組分，而降低了LPII-N組分（P<0.05）；MM+P處理極顯著提高了LPI-N組分（P<0.01），顯著提高了RP-N組分（P<0.05）的含量；LF+P處理也顯著提高了RP-N組分的含量（P<0.05）。此外，凋落葉和P添加處理對(duì)各SON組分均有極顯著交互作用（P<0.01）（圖2）。

2.3土壤微生物生物量和酶活性的變化

P和凋落葉添加對(duì)微生物影響顯著，且不同凋落葉添加具有一定差異。具體而言，P添加處理對(duì)3種微生物生物量均有極顯著影響（P<0.01），P添加極顯著降低了MBC，而極顯著增加了MBN和MBP（P<0.01）。單獨(dú)凋落葉添加時(shí)，對(duì)MBC和MBP影響不顯著（P>0.05），而PM和LF 2種凋落物添加極顯著增加了MBN的含量（P<0.01）。比較單獨(dú)添加與共同添加對(duì)微生物量影響發(fā)現(xiàn)，其影響效應(yīng)具有一定差異，對(duì)MBN表現(xiàn)出較強(qiáng)的交互作用（圖3）。

經(jīng)125 d培養(yǎng)后，對(duì)土壤中6種酶活性進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果顯示，凋落葉添加對(duì)4種土壤水解酶作用極顯著（P<0.001），對(duì)2種土壤氧化酶作用顯著（P<0.05）；而P添加處理除對(duì)PHO影響不顯著外（P=0.848），對(duì)另外5種酶均具有顯著（P<0.05）或極顯著影響（P<0.01）；同時(shí)，P和凋落葉共同添加對(duì)6種土壤酶均具有極顯著的交互作用（P<0.001）。具體而言，單獨(dú)P添加顯著增加了βG和NAG 2種水解酶的含量（P<0.05），對(duì)其他土壤酶則影響不顯著（P>0.05）（圖4）。

2.4SOC和SON與環(huán)境因子的相關(guān)性

土壤環(huán)境因子對(duì)SOC組分的解釋度達(dá)78.99%，其中第1軸解釋度為75.37%，第2軸解釋度為3.62%。對(duì)SOC組分存在顯著影響的因子包括NH+4-N、AP、PEO和C∶P，其中NH+4-N（64.7%）解釋度最高，其次為AP（9.2%）。在所有SOC組分中，RP-C與環(huán)境因子相關(guān)程度最高，其次為L(zhǎng)PI-C組分。從RDA結(jié)果可以看出，相同處理的平行樣在RDA1軸上分布較為集中，而在RDA2軸上分布較為分散，可見(jiàn)NH+4-N和AP 2個(gè)環(huán)境因子在不同處理間的影響效果更為顯著，而PEO和C∶P的差異更易造成同一處理的平行樣品間SOC組分的差異（圖5A）。

土壤環(huán)境因子對(duì)SON組分的解釋度達(dá)73.30%，其中第1軸解釋度為73.17%，第2軸解釋度為0.13%。對(duì)SON組分存在顯著影響的因子包括DON、MBP、TN、MBC和βG，其中對(duì)SON組分解釋度最高的是DON（44.6%），其次是MBP（10.2%）。在所有SON組分中，RP-N與環(huán)境因子相關(guān)程度最高，其次為L(zhǎng)PI-N組分。這與SOC組分與環(huán)境因子關(guān)系情況類似，RP-N易受到環(huán)境因子的影響，其次是LPI-N組分（圖5B）。

3討論

3.1凋落葉添加對(duì)SOC和SON的影響

該研究中凋落葉添加僅顯著降低了RP-C組分，表明相比于LPI-C組分，難降解C組分更易受到不穩(wěn)定碳輸入的影響，這與Chen等［28］的研究結(jié)果一致。這可能是由于分解難降解C組分的土壤微生物，其C限制閾值相對(duì)較高，微生物休眠比例較大，當(dāng)新鮮C輸入時(shí)，這種微生物更高比例被激活從而加速難降解C的分解。陳子豪等［29］研究發(fā)現(xiàn)，在有新鮮碳輸入的生態(tài)系統(tǒng)中，活性碳的含量會(huì)增加。但該研究中，土壤中總的SOC并無(wú)顯著變化，這可能是由于新鮮碳的輸入激活了更多微生物分泌更多胞外酶，從而增加了對(duì)SOC的利用。

此外，不同凋落葉添加對(duì)LPI-N和LPII-N 2種SON組分無(wú)顯著性影響，但MM和LF 2種凋落葉添加顯著提升了土壤RP-N組分的含量?？赡艿脑蛟谟贛M和LF 2種均為闊葉樹(shù)種凋落葉，相對(duì)于PM具有更高的C/N，通常較高的C/N更難釋放活性有機(jī)質(zhì)，而傾向于產(chǎn)生難降解有機(jī)質(zhì)。因此，低質(zhì)量凋落葉（高C/N）的輸入可降低對(duì)土壤RP-N的利用，說(shuō)明凋落葉質(zhì)量也是影響土壤N組分的重要因素之一。但MM和LF 2種凋落葉添加后N循環(huán)相關(guān)的水解酶的含量變化差異較大，表明 2種凋落葉輸入對(duì)SON組分的影響途徑不盡相同。

3.2P添加對(duì)SOC和SON組分的影響

該研究中，單獨(dú)P添加顯著降低了土壤中RP-C組分，表明P養(yǎng)分有效性對(duì)惰性碳組分影響顯著，這與Liu等［30］的研究結(jié)果一致。這可能是由于土壤難降解C組分分解微生物更易受P限制的影響。有研究表明，與N有效性相比，P有效性對(duì)熱帶和亞熱帶森林土壤的C循環(huán)影響更大［31］。與此同時(shí)，當(dāng)?shù)蚵淙~與P共同添加時(shí)，RP-C組分相比于對(duì)照組均顯著降低，這與Hartman等［32］的研究結(jié)果一致。這可能是由于P與凋落物共同添加進(jìn)一步緩解了土壤難降解C分解微生物的C、N以及P限制。P添加顯著調(diào)節(jié)微生物活性和代謝率，對(duì)土壤C的周轉(zhuǎn)具有不可或缺的反饋?zhàn)饔茫?3］。

單獨(dú)P添加對(duì)SON各組分無(wú)顯著影響，這與Feng等［34］的研究結(jié)果一致。而凋落葉與P共同添加時(shí)，則更易增加RP-N和LPI-N組分的含量，說(shuō)明P對(duì)土壤SON組分存在重要影響，且不同凋落葉對(duì)土壤SON組分影響具有顯著差異。這可能是凋落葉質(zhì)量差異形成土壤碳氮化學(xué)計(jì)量不同而引起的微生物群落結(jié)構(gòu)變化造成的。凋落葉和P的輸入還促進(jìn)了微生物對(duì)無(wú)機(jī)氮的同化，特別是當(dāng)?shù)蚵淙~添加時(shí)，無(wú)機(jī)氮的含量大幅降低，MBN 含量顯著提高，這與董冬玉等［35］的研究結(jié)果一致。這可能是由于無(wú)機(jī)氮被微生物同化為有機(jī)氮或固定在微生物體內(nèi)。

3.3凋落物和P添加下SOC和SON組分的影響因子

C和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（如P）的有效性常常限制土壤中異養(yǎng)微生物的生長(zhǎng)和活性［36］，因此可以強(qiáng)烈影響C的轉(zhuǎn)化和損失，以及SON礦化和隨后的N轉(zhuǎn)化。冗余分析發(fā)現(xiàn)，不同處理間的SOC組分具有較好的聚類結(jié)果，SOC組分與土壤NH+4-N含量呈顯著正相關(guān)，這與吳玥等［37］研究結(jié)果一致。NH+4-N作為有效N的重要組成部分，微生物可對(duì)其快速利用而增加自身活性，更快分解土壤有機(jī)質(zhì)，從而改變SOC組分含量和結(jié)構(gòu)。N含量與SOC間的重要關(guān)系已得到很多驗(yàn)證［38-39］，基于水稻土的研究也顯示LPI-C和RP-C含量與土壤全氮、C/N間存在顯著線性關(guān)系。該結(jié)果表明，SON組分與DON呈顯著負(fù)相關(guān)，可見(jiàn)無(wú)機(jī)氮有效性對(duì)SON組分也具有重要影響。

此外，需要強(qiáng)調(diào)的是微生物和胞外酶對(duì)SOC和SON的作用。RDA分析結(jié)果顯示，MBP、MBC、βG和PEO等生物特性對(duì)SOC和SON也具有重要影響。微生物是森林生態(tài)系統(tǒng)凋落葉分解的驅(qū)動(dòng)者，凋落葉分解過(guò)程基本上是由土壤酶控制的。楓香凋落葉作為高C/N有機(jī)物添加，造成土壤N素相對(duì)匱乏，進(jìn)而引起微生物多分泌NAG胞外酶來(lái)穩(wěn)定自身C/N，這可以從LF+P添加NAG酶含量顯著高于其他處理得到驗(yàn)證。此外，土壤胞外酶活性是影響土壤呼吸的主要因素，而土壤呼吸的強(qiáng)弱直接反映了土壤有機(jī)質(zhì)分解速率，因而胞外酶的活性也是影響土壤C組分的重要因素。沒(méi)有胞外酶，土壤微生物難以分解復(fù)雜的結(jié)構(gòu)性碳［40］，如與難降解的木質(zhì)素和腐殖質(zhì)有關(guān)的PHO和過(guò)氧化物酶PEO［41］。此外，C、N的有效性變化對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)變化的影響可能是通過(guò)酶活性的變化來(lái)調(diào)節(jié)的［42］。

4結(jié)論

該研究結(jié)果表明，凋落葉添加顯著降低了惰性碳（RP-C）組分，而改變了土壤碳庫(kù)的組成結(jié)構(gòu)，但對(duì)SON組分作用受凋落葉質(zhì)量及與P添加交互作用的影響。P添加進(jìn)一步緩解了微生物P限制對(duì)SOC、SON組分利用的抑制，說(shuō)明P有效性是P限制亞熱帶森林土壤碳循環(huán)的重要影響因素之一。凋落葉和P添加均可直接或間接改變土壤環(huán)境因子，而NH+4-N和DON等環(huán)境因子是影響土壤C、N組分的重要影響因素。

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