：土壤有机碳动态是陆地生态系统碳平衡研究的关键环节，有关草原生态系统土壤不同组分有机碳组成对大气氮沉降和酸沉降增加的响应研究较少，基于锡林河流域中国科学院内蒙古草原生态系统研究站实验平台，分别测定了总有机碳和土壤不同组分（轻组分，闭合态颗粒有机物，>53μm颗粒组分，20-53μm颗粒组分，<20μm颗粒组分）有机碳对于不同梯度施氮和施酸处理的响应。结果表明：（1）随着施氮量增加，总碳含量呈增加趋势，但不同浓度的施氮和施酸对土壤总碳的影响没有显著性差异。（2）土壤密度分组中80%左右的质量都集中在了>53μm组分。轻组分和闭合态颗粒有机物只有2.01%-3.64%，但这两个组分有机碳浓度很高。（3）施氮对各组分的有机碳浓度均有着显著的影响，而且主要体现在轻组分的和闭合态组分的转化。但是单独施酸对各组分有机碳浓度的影响则很小。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法3
1.1材料3
1.1.1土样3
1.1.2试验试剂及仪器4
1.2试验方法4
1.2.1土样处理4
1.2.2土壤pH测定方法4
1.2.3土壤铵态氮、硝态氮的测定4
1.2.4土壤密度分组4
1.2.5土壤不同组分有机碳的测定4
1.3技术路线4
2结果与分析5
2.1不同处理土壤pH、铵态氮、硝态氮分析6
2.2不同施氮施酸处理下不同组分质量分布7
2.3不同施氮施酸处理对不同组分有机碳的影响7
3讨论 9
3.1不同施氮施酸对土壤理化性质的改变 9
3.2不同施氮施酸处理下各组分有机碳的变化 9
4 结论10
致谢11
参考文献12
氮和酸添加对内蒙古草原土壤不同组分有机碳、氮的影响
引言
引言
土壤是陆地生态系统最大的碳库，其中土壤有机碳的含量大约是大气碳含量的两倍，因此土壤碳库的微小变化将对大气CO2浓度产生显著影响[1]，
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072* 
进而导致气候变化，比如温度升高等，并最终会影响土壤乃至整个陆地生态系统的可持续性。土壤有机碳库也直接影响着土壤肥力，进而影响土壤质量的优劣和作物产量的高低[2]，所以研究土壤碳库对于不同因素的响应对于人类生存发展起到重要作用。
氮素作为生态系统初级生产量的限制因子，在碳气候氮的相互关系中起着非常重要的作用。陆地生态系统碳、氮循环是全球生态系统物质循环过程中的重要组成部分。已有诸多施氮控制实验表明，氮输入不仅对植物，生态系统生产量[3]有影响，同时还会对凋落物[4]，物种的多样性及丰度[5]，土壤微生物的组成与数量[6]，土壤碳、氮库的变化等因素产生重要的作用。
首先，氮添加能够刺激凋落物碳库的增加，氮输入促进植物的生长，通过增加调落物产量从而增加生态系统的碳输入，因此理论上而言，在不改变碳输出的情况下，氮输入的增加会促进土壤碳库的积累。有研究表明氮添加会使地上部和地下部的植物生产力显著增加[7]，导致新鲜的有机碳通过植物凋落物和根进入土壤。氮添加也能刺激凋落物输入和凋落物质量的改善（如降低凋落物的碳氮比），从而影响到凋落物的分解过程，进而对土壤碳库产生影响。
其次，氮添加能够影响植物的根生物量。氮添加对于植物生长的刺激作用表现在地上部和地下部两个方面，而有研究表明氮添加改变了植物生物量的分配，更多表现在地上部分（35.7%）而不是地下部分（23.0%）[8]，从而减少了植物的根茎比[7]。这可能是因为氮添加刺激了植物地上部分对于光照的竞争，而减少了根对于养分的竞争。植物地下部碳库的改变与土壤碳库有着显著的相关性，所以氮添加导致根生物量的改变，对于土壤碳库有着较大的影响。
氮添加还影响到土壤微生物的活性和生物多样性。有研究表明氮沉降增加了微生物量和微生物活性[9]。但也有研究表明氮添加会使土壤的无机氮增加，从而会导致土壤有机质中难分解组分的积累，可能对微生物生长有毒性[10]。氮添加也会导致土壤pH的下降，土壤酸化会使土壤中Ca2+和Mg2+溶解，会限制微生物的生长，减少土壤中的微生物生物量碳[10]。
土壤呼吸是土壤碳输出的一种重要方式，氮输入对土壤呼吸的影响，国内外进行了大量的研究。有研究结果表明，华北农田土壤呼吸随着施氮量增加而增强，但施氮量对土壤呼吸的影响不灵敏。Kowalenko等在实验室内培养结果显示，氮输入可以抑制农田土壤CO2释放速度，降低微生物活性。也有研究表明，氮添加刺激了土壤呼吸的碳流失，但与土壤的碳氮比有关。在高C:N的生态系统（森林生态系统），氮添加增加了土壤呼吸，导致土壤碳库的减少。而在低C:N的生态系统（农田生态系统）中，氮添加则会增加土壤碳库的积累[7]。
氮沉降对于土壤碳库受到凋落物碳库、根生物量、微生物生物量碳、土壤呼吸等综合影响，所以氮沉降对土壤碳库具有较高的变异性。在草地生态系统中，长期施氮实验则表明氮输入对土壤碳库的影响并不明显[11]。而在农田生态系统中，长期农田施氮和农作物残茬还田能增加土壤碳库大小，有利于土壤的碳固定[12]。目前有关氮沉降对于陆地生态系统固碳率的影响也存在很大分歧[13]。例如，De Vries等发现每沉降1kgN导致欧洲森林碳固定增加3070kgC，Hgberg的研究结果为60 kg C/kgN[14]，然而Magnani等认为氮沉降导致温带和北方森林生态系统固碳率高达726 kgC/kgN，平均为400 kgC/kgN。相对于地上植被碳储量而言[15]，地下碳循环过程和碳储量动态更为复杂，导致陆地生态系统碳固定对氮沉降增加的响应存在很大的不确定性。
过量的氮肥施用会导致土壤酸化。许多长期大田试验表明，氮肥的施用导致土壤酸化以及土壤化学特性的变化[16]，土壤酸化是一个pH下降，并且伴随着H+、Al3+和NH4+增加的过程，对非敏感性植物产生毒害作用。其次，土壤酸化减少了基础金属阳离子的浓度（如Ca2+,Mg2+和Na+），这些阳离子具有植物营养的储存和土壤肥力的指示作用[17]。而且土壤酸化也会导致微生物群落的变化，从而导致植物的多样性、群落组成和生产力的改变[18]。由于氮添加会使土壤pH下降，所以分开研究氮和酸的添加对于有机碳的影响能够更好的分析土壤碳库对于氮添加的响应。
当前氮输入对生态系统碳循环过程影响的相关研究主要集中在以下两个方面：（1）农田施肥对作物产量以及土壤固碳相关碳过程的影响（2）施氮或模拟氮沉降对森林生态态系统和草地生态系统碳过程的影响。但是氮添加对于土壤有机质的组成和稳定性研究则较少。土壤中有机质组成较为复杂，将土壤有机质划分为具有不同稳定性的组分是研究土壤有机质转化的基础，土壤密度分组是物理分组中常采用的方法之一，按土壤在一定比重（1.62.0g/cm3）溶液中的沉降特征将其分为轻组和重组，轻组主要是游离的或非复合性的土壤有机质，是处于不同分解阶段、分解转化速率较快的未分解和半分解动植物残体。而重组主要包括与土壤矿物紧密结合的有机质，属于土壤有机质的稳定库，有机质与土壤矿物的化学结合是有机碳稳定的重要机制[19]。通过研究土壤不同组分（轻组分、闭合态颗粒有机碳、>53µm、2053µm、<20µm）有机碳、氮的变化，更细致深入的研究土壤碳库的稳定性对于氮沉降和酸沉降的响应。

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