：陆地生态系统碳、氮循环是生态系统物质循环过程的重要组成部分，土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的关键一环。本试验以采自中国科学院内蒙古草原生态系统长期定位研究站中4种氮添加处理和4种酸添加处理的土样为研究对象，测定其pH，并采用氯仿熏蒸- K2SO4浸提法测定其微生物量碳含量。通过静态碱液吸收法测定在一段时间内不同处理土壤样本在固定培养条件下呼吸释放的二氧化碳累积量的动态变化，并根据公式计算出土壤呼吸速率分析其动态变化。测定结果显示，氮和酸添加均降低了土壤pH和土壤微生物生物量碳含量。实验室培养试验显示，氮和酸添加土样的二氧化碳积累量均少于空白处理，其土壤呼吸速率均有不同程度的下降。整个试验表明，氮和酸添加均抑制了内蒙古草原土壤样本的呼吸，并且这种抑制作用会随着培养时间的增长更加显著。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 采样地概况 2
1.2 土样采集及处理3
1.3 试验方法3
1.3.1 土壤pH3
1.3.2 微生物生物量碳3
1.3.3 土壤呼吸3
1.3.4 数据处理3
1.4 技术路线4
2 结果与分析4
2.1 土壤pH4
2.2 微生物生物量碳4
2.3 土壤呼吸5
2.3.1 土壤呼吸速率5
2.3.2 二氧化碳累积量5
3 讨论6
致谢8
参考文献9
氮和酸添加对内蒙古草原土壤呼吸的影响
引言
引言
目前，以全球变暖为主要特征的气候变化引起了人类社会的广泛关注，与其密切相关的碳循环机制也已成为生态学领域的研究热点之一。土壤呼吸是土壤碳输出的主要途径，是陆地生态系统与大气之间碳交换的主要过程之一，每年因土壤呼吸排放约50~75 Pg C，约占全球总排放量的5%~25%，超过全球陆地生态系统净初级生产力，也超过由化石燃料等燃烧向大气中排放的CO2量，其微小变化都可能导致大气CO2浓度较大改变，进而影响气候变
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
化[1]。因此土壤呼吸作为全球气候变化的关键生态过程，已成为全球碳循环研究的核心问题，国内外对其进行了广泛研究。Ben和Allison通过处理分析全球范围内的土壤呼吸监测值和实验数据发现，气候变暖明显促进了全球的土壤呼吸[2]。
草地约占全球陆地总面积的1/5，其在碳循环对全球变化的响应和反馈过程中发挥着重要作用。中国的草原面积约占国土面积的40%，且大都位于生态脆弱区，对气候和环境变化十分敏感[3]。近年来由于大气氮沉降增加以及含氮化肥施用等自然和人为因素的干扰，使得输入到草原生态系统中的氮素含量逐渐增加。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[4]。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，生态系统氮输入量的升高会对其产生重要的影响。
氮肥的过度使用会显著降低土壤pH。Adams的研究表明当氮肥施用量长期或大量超过植物的需氮量，造成肥料氮以NO3的形式在土壤中累积时，会导致土壤严重酸化，并显著提高土壤铝、铁含量[5]。徐仁扣等研究发现，在降雨量相对较低的南澳大利亚地区，80 kg hm1的铵态氮肥已明显加速了土壤的酸化[6]。土壤pH所反映的土壤酸碱度是土壤重要的基本性质，也是影响肥力的因素之一，它直接影响土壤养分的存在状态、转化和有效性[7]。酸化的土壤中主要以NOx，NO3和NH4+等形式存在的氮元素极易被土壤微生物利用或者与土壤中有机物及盐基离子相结合，直接或间接影响土壤碳的输入及输出过程，对土壤碳库产生影响[8]。
土壤呼吸不仅是碳循环的重要组成部分，也是土壤有机质矿化速率和异养代谢活性的指示。土壤呼吸严格意义上讲是指在未受扰动的情况下，土壤释放CO2的过程，其包括3个生物学过程（植物根的呼吸、土壤微生物的呼吸和土壤动物的呼吸）和１个非生物学过程（含氮输入引起的碳物质的 化学氧化过程）[9]。而实际上，研究者们大多关注土壤中微生物的呼吸和植物根的呼吸。土壤微生物既是土壤有机质的重要组成部分，也是凋落物的分解者和推动地下部分营养循环的驱动者，因此土壤微生物在土壤的物质转化和能量流动中起到非常重要的作用[4]。Davidson和Janssens的研究指出，气候变化会通过改变微生物对土壤有机质的分解速率来影响土壤呼吸[10]。土壤可利用氮含量的升高以及土壤碳氮比和pH的降低会导致土壤微生物赖以生存的微环境发生改变，进一步改变土壤微生物的活性，使得微生物的呼吸作用受到影响，并最终影响到土壤CO2的排放[11]。氮添加还会引起凋落物质量和数量的变化，改变土壤微生物与植物之间的养分分配，直接或间接地影响微生物的生长活动和群落组成[12]。Ramirez等的研究表明，在碳氮含量较低的土壤中，氮添加主要增加了放线菌的数量，而在美国北部的阔叶林土壤中，氮添加降低了菌根真菌的生物量[13]。
本试验选取中国科学院内蒙古草原生态系统长期定位研究站长期施氮和施酸的土壤样本，研究氮和单独酸添加对于内蒙古草原土壤呼吸的影响，并进一步研究氮添加对土壤微生物影响的控制因素。土壤呼吸作为干旱半干旱区土壤碳损失主要途径，分析其对氮和单独酸添加的响应过程，掌握其在不同梯度氮和酸作用下的变化规律，深入探讨该区域土壤呼吸对全球氮循环变化的响应强度和机制，对于准确估计碳收支预算，阐明未来气候变化条件下陆地生态系统在碳循环方面的源汇功能无疑有着非常重要的意[14]。
1 材料与方法
1.1 采样地概况
本试验选取的施氮和施酸两片采样地均位于中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站（东经116°43’，北纬43°38’）内，两片采样地相距500米左右，其土壤母质状况、降雨状况、年平均温度等方面均比较相似，土壤均为暗栗钙土，群落类型属于典型的羊草草原群落[15]。
其中，施氮土样采自内蒙古草原生态系统定位研究站自2000年设置的长期氮（0、1.75、5.25、10.50、17.50、28.00 g Nm2）添加梯度实验平台，该样地平均海拔在1250~1260m，年平均温度为0.3℃，其中一月的月平均气温最低，为 21.6℃，七月的月平均气温最高，为19.0℃。年平均降水量为346.1 mm，降水集中在六月至八月[15]。
施酸土样采自内蒙古草原生态系统定位研究站自2009年设置的长期酸（0、2.76、5.52、8.28、11.04、13.80、16.56 mol H+m
2）添加梯度实验平台，该样地平均海拔约为1200m，年平均温度为0.9℃，年平均降水量为334 mm，降水集中在六月至八月[16]。
1.2 土样采集及处理
本试验选取0、1.75、10.50、28.00 g Nm2四个氮添加梯度以及0、2.76、11.04、16.56 mol H+m
2四个酸添加梯度实验样地，在每块样地随机采集5份0~20cm的土壤样本，将这5份土壤样本混合成一份土样放入编好号的自封袋中，尽快带回实验室内放入4℃冰箱内冷藏备用。在实验室培养前，所有土样均过2mm筛，每种土样用天平称取15g放入玻璃烧杯，再将玻璃烧杯置于塑料培养瓶中，并将其在适宜条件下预培养3天。3天后，将装有土样的塑料培养瓶以及对照培养瓶一起放入20℃恒温培养箱中正式培养。在正式培养中，每隔一段时间需将培养瓶置于空气流通处放气。
试验包含N0（0 g Nm2）、N1.75（1.75 g Nm2）、N10.5（10.50 g Nm2）、N28（28.00 g Nm2）、H0（0 mol H+m
2）、H2.76（2.76 mol H+m
2）、H11.04（11.04 mol H+m
2）、H16.56（16.56 mol H+m
2）共计个8处理，每个处理8个重复，其中4个重复用于微生物生物量碳和pH的测定，剩余的4个重复用于土壤呼吸试验。另外，土壤呼吸试验需设置4个空白对照。

原文链接：http://www.jxszl.com/hxycl/hxyhj/50959.html