外源性氮、磷输入对西藏高原高寒草地土壤有机碳积累和转化的影响

Soil organic carbon is the main component of soil carbon pool, which small changes may affect changes atmospheric CO2 concentration, so as to slow down or accelerate global warming. Soil nutrient conditions are important factors of soil organic carbon accumulation, but the effect mechanism of soil nutrient on soil organic carbon dynamic change is not very clear at present. This study is sensitive to human disturbance, and climate change in advance and the regulatory Tibet plateau alpine grassland as the research object, through the experiment of nitrogen and phosphorus fertilization, monitoring the changes of the grassland ecosystem carbon flux, carbon composition, biomass, soil nutrient, soil microorganism, soil enzyme activity. And the dynamics of soil organic carbon fractions, reveal the exogenous inputs of nitrogen and phosphorus influence mechanism on the accumulation of soil organic carbon, in order to accurately predict future changes under global change in Tibet plateau alpine grassland soil carbon pool, to provide necessary data support and grassland ecosystem in the area of scientific management, to lay the foundation for further analysis the inputs of nitrogen and phosphorus increased influence the stability of the material circulation and ecosystem of grassland ecosystem.

土壤有机碳是土壤碳库的主要组成部分，其微小的变化就可能影响到大气CO2浓度的变化，从而减缓或加速全球气候变暖。土壤养分条件是土壤有机碳积累的重要影响因素，但是土壤养分对土壤有机碳动态变化影响机制目前还不是十分清楚。本研究选择对人为干扰和气候变化具有明显的敏感性、超前性和调节性的西藏高原高寒草地为研究对象，通过开展氮、磷施肥试验，监测该生态系统草地碳通量、碳组分、生物量、土壤养分、土壤微生物、土壤酶活性的变化，以及土壤有机碳组分的动态，揭示外源性氮、磷输入对土壤有机碳积累的影响机制，为准确预测未来全球变化情景下西藏高原高寒草地土壤碳库的动态变化，以及该地区草地生态系统的科学管理提供必要的数据支持，为深入分析氮、磷输入增加对草地生态系统的物质循环和生态系统稳定性的影响奠定基础。

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，全球气候变和人为活动将持续影响高寒生态系统，使原本较为脆弱的生态系统面临更大的挑战。本研究以西藏林芝色季拉山高寒草地为研究对象，设置氮、磷添加施肥试验，试验处理包括：不添加氮+不添加磷的对照处理（CK）、低氮（LN）、中氮（MN）、高氮（HN）、低磷（LP）、中磷（MP）、高磷（HP）、低氮+低磷（LN-LP）、低氮+中磷（LN-MP）、低氮+高磷（LN-HP）、中氮+低磷（MN-LP）、中氮+中磷（MN-MP）、中氮+高磷（MN-HP）、高氮+低磷（HN-LP）、高氮+中磷（HN-MP）和高氮+高磷处理（HN-HP），研究土壤呼吸的日变化趋势，土壤呼吸对不同施肥处理的响应，并通过分析氮、磷添加对植物生物量、微生物生物量、土壤化学性质以及土壤酶活性的影响，揭示外源性氮、磷输入对土壤有机碳积累的影响机制，为准确预测未来全球变化情景下西藏高原高寒草地土壤碳库的动态变化提供必要的数据支持。.主要结果如下：.1、氮、磷单独添加和混合添加均使得高寒草地土壤有机质、有机碳、全氮、碱解氮、铵态氮和速效钾含量明显提高，土壤易氧化有机碳显著降低。.2、氮、磷单独添加使得土壤淀粉酶、土壤葡萄糖苷酶、土壤蔗糖酶、土壤尿酶和土壤过氧化氢酶活性显著提高，混合添加下土壤蔗糖酶、土壤尿酶和土壤葡萄糖苷酶活性增加，其他酶活性变化不显著。.3、氮、磷单独添加和混合添加均使得高寒草地植物生物量显著增加，其中HNMP和MNHP下升高做多，分别比对照提高了78.9%和73.7%。氮、磷单独添加和混合添加均使得高寒草地植物种类有所降低。.4、氮、磷单独添加和混合添加均使得土壤呼吸速率有所提高，日变化中土壤呼吸速率最大值出现在14:00，土壤呼吸速率的季节性明显，峰值出现在8月。土壤呼吸与土壤温度、土壤湿度三者的关系在CK、LN、MN和MP处理下差异显著，其他处理差异不显著。.5、氮、磷单独添加和混合添加均使得土壤微生物量碳含量和微生物量碳含量增加。