外源氮输入对湿地土壤有机碳矿化及可溶性有机碳的影响 (1)

氮输入对泥炭沼泽碳氮转化的影响研究泥炭沼泽面积仅占陆地总面积的2–3%,其碳储量却占全球土壤碳储量的30%,甲烷排放量占甲烷年排放量的4–10%,泥炭沼泽因而在全球碳循环和气候变化中占有重要地位。

如今农业氮肥的大量使用,使泥炭沼泽面临氮输入影响,可能会对其碳库功能和温室气体排放格局产生影响,而这些均与土壤微生物参与的碳氮转化过程有关。

本研究以吉林省金川泥炭沼泽为研究对象,选择长期（>40年）受氮输入影响的水稻田-泥炭地和自然状态的泥炭地（对照）0–60 cm土壤剖面,采取野外试验和室内实验相结合的方法,通过稳定性同位素示踪和高通量测序技术,研究了氮输入对泥炭沼泽土壤剖面理化性质的季节变化、剖面及地表温室气体的季节排放动态、土壤微生物群落的垂直分布特征以及氮添加对碳氮转化过程反硝化型厌氧甲烷氧化的影响,主要得出以下结论:1、氮输入导致土壤有机碳（OrgC）和全氮（TN）浓度在0–30 cm低于30–60 cm,且土壤碳氮比在0–30 cm有所降低,同时使铵态氮（NH₄⁺）在0–30 cm区域积累,而硝态氮（NO₃^-）和亚硝态氮（NO₂^-）在整个剖面（0–60 cm）减少,此外氮输入还提高了土壤pH值,使其由3.87–4.84升高至4.20–5.41;这些影响均在夏季（7月和8月）更为显著。

2、氮输入导致生长季（5–10月）整个剖面（0–60 cm）的CO₂、N₂O排放量增加而CH₄排放量减少;氮输入对CO₂、CH₄、N₂O排放量的影响呈现0–30 cm强于30–60 cm趋势,并在6月或7月影响显著,其中在20–30 cm 层,氮输入使6月份的CO₂和N₂O排放量分别增加了357.24%和114.79%,7月份的CH₄排放量降低了95.24%;另外,氮输入对40–50 cm和50–60 cm的CH₄和N₂O排放量均无显著影响;与剖面温室气体排放的结果一致,氮输入增加了地表CO₂和N₂O排放量,并减少了地表CH₄排放量;CO₂和CH₄排放量在7月和8月达到最高,而N₂O地表排放量则在6月达到峰值;CO₂和CH₄排放主要受氮输入和土壤温度的直接影响,而N₂O排放则主要受土壤pH和硝态氮浓度的间接影响;氮输入还导致生长季土壤增温潜势增强,并在夏季（6–8月）增幅最大,这主要是由升高的N₂O排放量导致的,N₂O对增温潜势的贡献率在氮输入后提高了58.00–519.87%,其贡献率可达86.01–98.74%。

土壤有机碳氮组分一、引言土壤是地球表面的重要生态系统，它为植物生长提供养分，维持生物多样性，并发挥着调节气候的重要作用。

土壤有机碳氮组分是土壤中有机物质的重要组成部分，它们对土壤的理化性质、肥力和生态功能具有重要影响。

本文将深入探讨土壤有机碳氮组分的定义、重要性、分布和影响因素，以及其动态变化、与气候变化的关系及管理和保护措施。

二、土壤有机碳氮组分的定义和重要性土壤有机碳氮组分是存在于土壤中的有机物质，主要由碳和氮两种元素组成。

这些组分包括腐殖质、蛋白质、氨基酸、碳水化合物等，是植物生长所需的重要养分来源。

土壤有机碳氮组分对于维持土壤肥力、提高土壤生物活性以及缓解气候变化等方面具有重要意义。

三、土壤有机碳氮组分的分布和影响因素土壤有机碳氮组分的分布受多种因素影响，如气候、地形、土壤类型、植被和人为活动等。

例如，温带和寒带地区由于温度较低，有机物质的分解速率较慢，因此土壤有机碳氮组分的含量相对较高。

此外，土壤的pH值、含水量和通气性等理化性质也会影响有机碳氮组分的分布和稳定性。

四、土壤有机碳氮组分的研究方法研究土壤有机碳氮组分的方法有多种，包括化学分析法、同位素示踪法、光谱学方法和显微技术等。

其中，化学分析法是最常用的一种方法，通过对土壤样品进行分解和元素分析，可以测定土壤中有机碳氮组分的含量。

同位素示踪法可以用于研究有机物质的分解转化过程。

光谱学方法和显微技术则可以用于观察和识别土壤中有机物质的结构和形态。

五、土壤有机碳氮组分的动态变化土壤有机碳氮组分的动态变化主要受植物残渣的输入、微生物的分解以及土壤动物和蚯蚓等的活动等因素影响。

在自然状态下，植物残渣的输入和微生物的分解处于相对平衡状态，土壤有机碳氮组分的含量保持相对稳定。

然而，人类活动如过度耕作、城市化等会破坏这种平衡，导致土壤有机碳氮组分的减少或流失。

六、土壤有机碳氮组分与气候变化的关系土壤有机碳氮组分与气候变化之间存在相互影响的关系。

一方面，土壤有机碳氮组分通过影响土壤呼吸和温室气体排放等方式影响气候变化；另一方面，气候变化如温度和降水量的改变也会影响土壤有机碳氮组分的分布和稳定性。

可溶性有机碳的含量动态及其与土壤有机碳矿化的关系一、本文概述本文旨在探讨可溶性有机碳（DOC）的含量动态及其在土壤有机碳矿化过程中的作用。

可溶性有机碳是土壤有机碳的重要组成部分，其动态变化不仅影响土壤肥力和微生物活动，还与环境质量及全球碳循环密切相关。

因此，研究可溶性有机碳的含量动态及其与土壤有机碳矿化的关系，对于理解土壤碳循环机制、预测土壤碳动态以及评估土壤碳库对全球气候变化的响应具有重要意义。

本文首先回顾了可溶性有机碳的基本概念、性质及其在土壤碳循环中的作用，为后续研究提供理论基础。

接着，通过文献综述和实验数据分析，本文深入探讨了可溶性有机碳含量在不同土壤类型、不同环境条件下的动态变化特征，以及其与土壤有机碳矿化速率的关系。

在此基础上，本文进一步分析了可溶性有机碳对土壤微生物群落结构、土壤酶活性等土壤生物学过程的影响，揭示了可溶性有机碳在土壤有机碳矿化过程中的重要作用。

本文总结了可溶性有机碳含量动态及其与土壤有机碳矿化关系的研究进展，指出了当前研究中存在的问题和不足，并对未来的研究方向进行了展望。

本文的研究成果有助于深化对土壤碳循环机制的理解，为土壤碳管理和全球气候变化应对提供科学依据。

二、可溶性有机碳的含量动态可溶性有机碳（Dissolved Organic Carbon, DOC）是土壤生态系统中重要的碳组分，它直接参与土壤碳循环和能量流动，并对土壤有机碳矿化产生重要影响。

DOC的含量动态受多种因素调控，包括土壤类型、气候条件、植被类型、土地利用方式以及管理措施等。

在时间上，DOC的含量通常表现出明显的季节性变化。

在温暖湿润的季节，植物生长旺盛，根系分泌物和凋落物增加，导致DOC含量上升。

而在寒冷干燥的季节，植物生长减缓，DOC的输入减少，同时微生物活动减弱，DOC的分解降低，使得DOC含量下降。

这种季节性变化在不同类型的土壤和气候条件下均有所体现。

在空间上，DOC的含量则受到土壤类型、土地利用方式等因素的影响。

不同土地利用方式对土壤有机碳储量的影响下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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黑龙江农业科学2024(3):58-63H e i l o n g j i a n g A gr i c u l t u r a l S c i e n c e s h t t p ://h l j n y k x .h a a s e p.c n D O I :10.11942/j.i s s n 1002-2767.2024.03.0058宋一凡,刘之浩,谭国娟,等.外源氮添加对扎鲁特旗山地草原主要植物饲用品质的影响[J ].黑龙江农业科学,2024(3):58-63,64.外源氮添加对扎鲁特旗山地草原主要植物饲用品质的影响宋一凡,刘之浩,谭国娟,闫宝龙,高 凯,丛龙丽(内蒙古民族大学草业学院,内蒙古通辽028000)摘要:为促进草地合理利用,2021年和2022年通过连续对扎鲁特旗山地草原进行氮添加,调查样地群落及主要植物粗蛋白㊁粗纤维㊁粗脂肪㊁粗灰分等指标,运用主成分分析方法进行量化综合评价,探讨氮添加对山地草原群落及主要植物饲用品质的影响规律㊂结果表明,草地植物营养价值大小排序为止血马唐(D i gi t a r i a i s c h a e m u m )>冰草(A g r o p y r o n c r i s t a t u m )>寸草苔(C a r e x d u r i u s c u l a )>达乌里胡枝子(L e s pe d e z a d a u r i c a )>糙隐子草(C l e i s t o g e n e s s q u a r r o s a )>扁蓿豆(M e d i c a g o r u t h e n i c a )㊂短期的氮添加可以显著增加山地草原植物粗蛋白㊁粗脂肪和中性洗涤纤维含量,对酸性洗涤纤维㊁粗灰分和干物质产量影响不显著,随着氮素比例的增加,群落内的粗蛋白含量㊁粗脂肪含量㊁中性洗涤纤维含量和干物质产量呈先增加后降低趋势,而酸性洗涤纤维和灰分呈降低趋势㊂施加氮肥可以显著提高禾本科植物的营养价值,对豆科牧草的影响不显著,能够显著提高草地营养价值的施氮量为O 4I 0(有机态氮4g ㊃m -2㊃a -1)㊂关键词:外源氮;牧草;饲用品质;粗蛋白;粗纤维;粗脂肪;粗灰分收稿日期:2023-10-17基金项目:通辽市科技计划项目(S 22001);内蒙古民族大学博士科研启动基金项目(B S 522);内蒙古自治区重点研发和成果转化计划项目(2022Y F D Z 0087);内蒙古自治区草创中心项目(C C P T Z X 2023B 03)㊂第一作者:宋一凡(1999-),男,硕士研究生,从事草学研究㊂E -m a i l :2832782463@q q .c o m ㊂通信作者:高凯(1979-),男,博士,教授,从事草学研究㊂E -m a i l :G a o k a i 555@163.c o m ㊂天然草地牧草是草食生畜赖以生存的条件,草地牧草营养成分直接影响着草食生畜的营养状况㊁生命活动及生产性能㊂目前,扎鲁特旗全旗草原确权面积121.91万h m2,草原植物种类丰富,天然草原植物有93科378属854种,是目前科尔沁地区保留完整的草原之一[1]㊂近年来,扎鲁特旗天然草地由于在水灾㊁旱灾㊁沙尘暴等自然灾害和资源的不合理开采㊁违法开垦耕地㊁长期超载放牧等人为破坏的影响下,生态环境迅速退化,天然牧草营养成分降低,草地质量严重下降,让这片草原不堪负重,因此改善草地质量,提高天然牧草营养成分对草原生态恢复和畜牧业发展具有重要意义[2-4]㊂天然草地的植物营养价值主要以粗蛋白㊁粗脂肪㊁粗纤维㊁粗灰分等指标进行评价分析[5]㊂以往对天然牧草单一营养成分分析的研究较多[6-10],武艳娟等[11]在对锡林郭勒草原的研究中,通过对牧草不同地区㊁不同时期和不同部位的营养成分进行分析,得到牧草粗蛋白含量与粗纤维含量呈反比,则与草地牧草的营养价值呈正比㊂但是探究处理方式和施氮量对天然草地牧草营养成分影响的研究较少[12-13]㊂其中,有研究表明,在天然草地中植物的营养价值主要由粗蛋白㊁粗脂肪和粗纤维含量所决定,粗蛋白含量越高,粗纤维含量越低,其营养价值越高,反之,植物营养价值就越低[14-15]㊂目前针对氮素和刈割处理对天然草地牧草营养成分的影响了解尚不彻底,两者对草地中的各种牧草营养成分的响应机制暂未得到明确依据㊂参考前人对植物营养成分研究及营养价值评价的基础上,本研究将探究在继续刈割草地上,不同施氮条件对山地草原植物的粗蛋白㊁粗脂肪㊁粗纤维㊁粗灰分等营养成分含量的对比研究,并进行植物营养价值的综合量化评价㊂能够客观㊁准确㊁全面地反映山地草原植物的营养品质状况,模拟大气氮沉降含量对山地草原植物营养品质的影响,为以后山地草原的合理利用㊁退化草地的恢复治理发展㊁更加系统地认识大气氮沉降提供科学的理论依据㊂因此,探究氮素和刈割处理对扎鲁特旗天然草地牧草营养成分的影响对进一步了解大气氮沉降和草地合理利用方式以及影响牧草营养成分的因素具有重要意义㊂1 材料与方法1.1 试验地概况研究地点位于内蒙古通辽市扎鲁特旗芒哈图嘎查新利生态农场(44ʎ62'N ,120ʎ45'E ,海拔482m )㊂试验地区为典型的温带大陆性季风气候,年平均气温6.6ħ,ȡ10ħ积温3184ħ,无霜期150d,853期 宋一凡等:外源氮添加对扎鲁特旗山地草原主要植物饲用品质的影响年均降水量382.5m m ,主要集中在7月-8月,年均蒸发量1800m m 以上,年均湿度49%㊂土壤为风沙土,p H 为7.6㊂1.2 材料试验地建群种为冰草,优势种为冰草(A g r o p y-r o n c r i s t a t u m )㊁达乌里胡枝子(L e s pe d e z ad a u r i c a )㊁糙隐子草(C l e i s t o g e n e s s qu a r r o s a )㊁寸草苔(C a r e x d u r i u s c u l a )㊁止血马唐(D i gi t a r i a i s c h a e m u m )和扁蓿豆(M e d i c a go r u t h e n i c a )㊂1.3 方法1.3.1 试验设计 2021年和2022年5月15日分别采用有机态氮尿素(O )和无机态氮硝酸铵钙(I)对样地进行3个纯氮添加处理,氮添加处理梯度为0,4和8g ㊃m -2㊃a -1,分别记为O 0I 0㊁O 0I 4㊁O 0I 8㊁O 4I 0㊁O 4I 4㊁O 4I 8㊁O 8I 0㊁O 8I 4和O 8I 8,共9个处理,4次重复,共36个小区,每小区面积16m2,每年8月15日进行刈割处理㊂1.3.2 样品采集 于2021年和2022年的8月15日分别在试验地和每个小区内随机选取1m 2样方,分种齐地面剪取植物,带回实验室于75ħ下杀青称至恒重,烘干后取全部的植物样品粉碎处理㊂1.3.3 营养指标测定 粗灰分(A s):采用马弗炉干灰化法进行测定㊂A s =(m 2-m 0)m 1-m 0(1)式中,m 0为恒质空坩埚质量(g);m 1为坩埚加试料的质量(g );m 2为灰化后坩加灰分的质量(g)㊂粗蛋白(C P ):采用凯氏定氮法[16]测定㊂C P =V 1-V 2 ˑC ˑ0.014ˑ6.25m(2)式中,V 1为滴定消耗盐酸标准溶液体积;V 2为空白滴定消耗盐酸标准溶液体积;m 为称取试样质量;C 为盐酸标准溶液浓度㊂粗脂肪(E E ):含量采用索氏浸提法测定[17]㊂E E =m 1-m 2 m(3)式中,m 为称取试样质量;m 1为试样滤纸包浸提前烘干后质量;m 2为试样滤纸包浸提后烘干后质量㊂中性洗涤纤维/酸性洗涤纤维(N D F /A D F ):含量采用范式(V a nS o e s t)洗涤纤维分析法[18-19]测定㊂N D F /A D F =m 1-m 2 m(4)式中,m 为称取试样质量;m 1为试样包浸提前烘干后质量;m 2为试样包浸提后烘干后质量㊂相对饲用价值(R F V )㊁干物质采食量(D M I)以及可消化干物质(D D M )计算方法详见公式如下:R F V =D M I ˑD DM 1.29(5)D M I =120N D F(6)D DM =88.9-0.779ˑA D F (7)1.3.4 数据分析 运用S P S S 26.0软件和E x c e l 2020软件对数据进行分析㊂用O r i g i n 2021软件作图,用平均值和标准差表示测定结果,对用方差分析(A N O V A ,L S D )比较不同处理间差异显著性,用主成分分析法计算综合得分㊂2 结果与分析2.1 不同年份间优势植物营养成分含量分析由表1可知,2022年优势植物种的粗蛋白总量比2021年提高,其中冰草㊁止血马唐㊁糙隐子草㊁寸草苔和达乌里胡枝子较2021年具有显著性差异,增长率分别为41.55%㊁96.10%㊁67.95%㊁15.02%和-13.72%㊂表1 不同年份间优势植物各营养成分含量及相对饲用价值比较项目年份冰草止血马唐糙隐子草寸草苔扁蓿豆达乌里胡枝子粗蛋白含量/(g ㊃k g -1)20217.22ʃ2.09b6.16ʃ1.99b6.74ʃ1.82b9.12ʃ1.54b12.24ʃ3.48a 13.63ʃ2.96a 202210.22ʃ3.15a 12.08ʃ3.05a 11.32ʃ2.89a 10.49ʃ2.43a 11.47ʃ4.51a 11.76ʃ2.78b 粗脂肪含量/(g ㊃k g-1)202110.82ʃ2.11a 10.85ʃ2.05a 11.61ʃ2.24a 10.55ʃ2.24a 12.20ʃ2.99a 12.54ʃ3.30a 20226.90ʃ1.46b7.06ʃ1.67b 6.55ʃ1.31b 6.62ʃ1.10b9.19ʃ2.79a7.28ʃ1.73b中性洗涤纤维含量/(g ㊃k g -1)202143.78ʃ5.54b 37.13ʃ5.41b 37.80ʃ9.35a 37.97ʃ7.67a 43.49ʃ10.08a 51.27ʃ7.97a 202248.50ʃ8.79a 50.03ʃ11.03a28.75ʃ9.36a 35.99ʃ7.51a 46.63ʃ10.81a 46.91ʃ11.74a 酸性洗涤纤维含量/(g ㊃k g -1)20217.93ʃ1.91b 9.84ʃ3.55a8.78ʃ2.79a 7.61ʃ2.99a 4.21ʃ1.14a 5.17ʃ1.99a 20229.19ʃ2.05a 10.22ʃ3.49a6.29ʃ2.25a 6.45ʃ2.00a 8.10ʃ0.94b 2.81ʃ1.06b 粗灰分含量/(g ㊃k g -1)20216.36ʃ1.23a7.00ʃ1.44b6.36ʃ1.23a7.38ʃ1.47a 5.40ʃ0.43a 6.57ʃ1.92b 20227.00ʃ2.46a 7.93ʃ1.06a 6.15ʃ1.15a 7.15ʃ1.15a 5.63ʃ1.60a8.03ʃ2.05a 相对饲用价值2021175.92a 203.74a202.14b 203.44a 183.22a 154.08a 2022160.05a153.81b 272.14a215.38a168.60a 163.89a注:不同小写字母代表同一种植物相同指标不同年份之间在P <0.05水平差异显著㊂95黑 龙 江 农 业 科 学3期2022年优势植物种的粗脂肪总量比2021年下降,其中冰草㊁止血马唐㊁糙隐子草㊁寸草苔和达乌里胡枝子较2021年具有显著性差异,增长率分别为-36.23%㊁-34.93%㊁-43.58%㊁-37.25%和-41.95%(表1)㊂2022年优势植物种的中性洗涤纤维总量比2021年下降,其中冰草和止血马唐较2021年具有显著性差异,增长率分别为10.78%和34.74%(表1)㊂2022年优势植物种的酸性洗涤纤维总量比2021年降低,其中冰草㊁扁蓿豆和达乌里胡枝子较2021年具有显著性差异,增长率分别为15.89%㊁92.40%和-45.65%(表1)㊂2022年优势植物种的粗灰分总量比2021年提高,其中止血马唐和达乌里胡枝子较2021年具有显著性差异,增长率分别为13.29%和22.22%(表1)㊂2022年优势植物种的相对饲用价值总体比2021年增加,其中止血马唐和糙隐子草较2021年具有显著性差异,增长率分别为-24.51%和34.63%(表1)㊂2.2 不同氮添加对两年内主要植物营养品质及生物量的影响2.2.1 不同年份间分析 由图1可知,在相同施氮水平下不同年份间O 4I 0㊁O 4I 8和O 8I 4处理下单位面积粗蛋白含量存在显著性差异(P <0.05);O 0I 8㊁O 4I 8㊁O 8I 0和O 8I 4水平下单位面积粗脂肪含量存在显著性差异;O 0I 0㊁O 4I 0和O 8I 4水平下单位面积中性洗涤纤维含量存在显著性差异;O 0I 8㊁O 4I 0和O 4I 8水平下单位面积酸性洗涤纤维含量存在显著性差异;O 8I 8水平下单位面积粗灰分含量存在显著性差异;O 4I 4和O 4I 8水平下单位面积干物质产量存在显著性差异㊂图1 不同施氮水平下单位面积内所有植物各营养品质含量及干物质产量注:不同小写字母代表相同年份不同处理在P <0.05水平差异显著;*代表相同处理不同年份间在P <0.05水平差异显著㊂63期 宋一凡等:外源氮添加对扎鲁特旗山地草原主要植物饲用品质的影响2.2.2 不同氮添加量间分析 在相同年份不同施氮水平下,2022年间单位面积蛋白含量O 8I 8水平显著高于O 0I 0㊁O 0I 4和O 4I 8水平(P <0.05);单位面积粗脂肪含量O 8I 8水平显著高于O 0I 0㊁O 0I 4㊁O 4I 4㊁O 4I 8和O 8I 0水平;单位面积中性洗涤纤维含量O 4I 0水平显著高于O 8I 8;单位面积酸性洗涤纤维含量O 0I 8水平显著高于O 0I 4和O 4I 8水平;单位面积粗灰分含量O 8I 8水平显著高于O 4I 4和O 4I 8水平;单位面积干物质产量O 4I 0水平显著高于O 4I 8和O 8I 8水平㊂2021年间单位面积粗蛋白含量O 4I 8和O 8I 8水平显著高于O 0I 0和O 0I 4水平;单位面积粗脂肪含量O 0I 8水平显著高于O 0I 0水平;单位面积中性洗涤纤维含量O 0I 8㊁O 4I 4和O 4I 8水平显著高于O 0I 0水平;单位面积酸性洗涤纤维含量O 4I 4和O 8I 4水平显著高于O 0I 0和O 4I 0水平;单位面积粗灰分含量O 4I 4水平显著高于O 0I 0和O 0I 4水平;单位面积干物质产量O 4I 4和O 4I 8水平显著高于O 0I 0水平㊂2.3 不同年份不同处理下主要植物营养价值的主成分分析2.3.1 主成分分析的特征值㊁贡献率㊁累计贡献率 经主成分分析得到5个主成分的特征值㊁贡献率和累积贡献率(表2)㊂2021年和2022年第一主成分P C 1的特征值分别为3.720和3.922,方差贡献率分别为74.391%和78.442%,第二主成分P C 2的特征值分别为0.728和0.535,方差贡献率分别为14.569%和10.709%,前两个主成分累积贡献率分别达到88.960%和89.151%,前两项主成分可以表达原始数据提供信息的85%以上,即前两项主成分信息可以反映原始数据包含的信息[20-23],因此选取前两个主成分作为综合评价指标㊂表2 主成分的特征值、贡献率和累计贡献率年份检验指标P C 1P C 2P C 3P C 4P C 52021特征值3.7200.7280.2390.1810.133贡献率/%74.39114.5694.7733.6162.652累积贡献率/%74.39188.96093.73397.348100.0002022特征值3.9220.5350.2520.1810.109贡献率/%78.44210.7095.0423.6292.178累积贡献率/%78.44289.15194.19397.822100.0002.3.2 主成分分析的因子载荷系数 在2021年和2022年的第一主成分(P C 1)中,均是中性洗涤纤维有较大的正系数值,即第一主成分大时,中性洗涤纤维含量也变大,说明第一主成分主要反映了植物中性洗涤纤维品质特性㊂在第二主成分(P C 2)中,均是粗蛋白有较大的正系数值,说明第二主成分主要反映了植物粗蛋白品质特性(表3)㊂表3 主成分的因子载荷系数表年份检验指标粗蛋白(C P )粗脂肪(E E )中性洗涤纤维(N D F )酸性洗涤纤维(A D F )粗灰分(A s )2021主成分10.7500.9020.9320.7820.929主成分20.623-0.1330.138-0.549-0.0502022主成分10.8070.9220.9450.8220.923主成分20.524-0.092-0.093-0.4710.1482.3.3 主成分综合分析 由表4可知,2021年6种草地优势种植物营养价值高低排序为:达乌里胡枝子>冰草>止血马唐>寸草苔>糙隐子草>扁蓿豆㊂2022年营养价值高低排序为:止血马唐>冰草>寸草苔>达乌里胡枝子>糙隐子草>扁蓿豆㊂表4 主要植物营养价值主成分综合得分年份排名植物名称综合得分P C 1P C 220211达乌里胡枝子(L e s pe d e z a d a u r i c a )0.86640.61511.56202冰草(A g r o p y r o n c r i s t a t u m )0.50870.6762-0.34653止血马唐(D i g i t a r i a i s c h a e m u m )0.36200.6336-1.02234寸草苔(C a r e xd u r i u s c u l a )0.25580.28870.08815糙隐子草(C l e i s t o g e n e s s q u a r r o s a )-0.3884-0.3580-0.54366扁蓿豆(M e d i c a g o r u t h e n i c a )-1.5086-1.85560.262420221止血马唐(D i g i t a r i a i s c h a e m u m )0.90511.0923-0.46662冰草(A g r o p y r o n c r i s t a t u m )0.57950.7694-0.81133寸草苔(C a r e xd u r i u s c u l a )0.36860.38520.24724达乌里胡枝子(L e s p e d e z a d a u r i c a )0.36300.24761.20785糙隐子草(C l e i s t o g e n e s s q u a r r o s a )-0.7717-0.97460.71406扁蓿豆(M e d i c a go r u t h e n i c a )-1.4041-1.4925-0.757016黑 龙 江 农 业 科 学3期2.3.4 主要植物主成分分析的分值图 由图2可知,2021年氮添加对冰草㊁止血马唐㊁寸草苔和达乌里胡枝子的中性洗涤纤维含量(P C 1)起正向作用,对扁蓿豆和糙隐子草起负向作用,对达乌里胡枝子㊁糙隐子草和寸草苔的粗蛋白含量(P C 2)起正向作用,对扁蓿豆㊁冰草㊁止血马唐起负向作用㊂2022年氮添加对冰草㊁寸草苔㊁止血马唐㊁达乌里胡枝子的中性洗涤纤维含量(P C 1)起正向作用,对扁蓿豆和糙隐子草起负向作用;对寸草苔㊁扁蓿豆㊁达乌里胡枝子的粗蛋白含量(P C 2)起正向作用,对冰草㊁止血马唐㊁糙隐子草起负向作用㊂2021年和2022年扁蓿豆与冰草和止血马唐的相似性较弱,扁蓿豆与两者的差异性较大,冰草与止血马唐的相似性较强,两者差异较小㊂图2 2021年(A )和2022年(B )植物种与营养指标主成分分析分值图3 讨论营养品质的高低是评价牧草是否优良的重要指标[24],其中粗蛋白含量是评价牧草营养价值高低的重要指标之一,其含量高则表明牧草营养品质较高,而纤维含量,尤其是酸性洗涤纤维含量较高,表明牧草可消化养分低,品质较差[25-26]㊂本研究中,随着氮肥浓度的增大,生物量及各指标均呈现先升高后降低的趋势,经过一年的施氮,植物的地上干物质总产量和粗蛋白总产量比不施氮的高,且各处理下植物干物质总产量在33.10%~50.88%之间,粗蛋白含量为10.99%~22.79%,按照任继周[27]植物粗蛋白含量等级划分,本研究中各处理下植物粗蛋白含量均属于中上等水平,结合干物质产量说明施氮肥对提高草地生产力有一定的促进作用㊂张云等[28]㊁李本银等[29]和王玉琴[30]等对天然草地进行的施肥试验也表明施肥可显著提高天然草地的生产力和牧草品质㊂对于两种氮素的交互施入,地上生物量总产量呈先升高后降低的趋势,且提高量为114.86~247.30g ㊃m -2,说明两种氮素的交互施入,在一定范围内也可以提高该草地的生产力㊂宗宁等[31]的研究发现单纯施氮肥并不能显著改变植物生产力㊂这一现象与他人研究有差异,可能是由于样地地区的选择和群落的结构差异所致㊂另外,G o u gh 等[32]研究表明草地施肥在提高草地生产力的同时,也会减少植物群落物种数量,降低物种多样性,这也可以解释2022年在各施氮水平下整体粗脂肪含量有小幅度降低的原因㊂另外禾本科牧草可以抑制豆科牧草的固氮能力,由于本试验地的建群种为禾本科牧草,所以禾草的相对竞争力较强,抑制了豆科牧草的生长,使得整个植物群落的氮素利用率较低,这一现象与邢越[33]的研究结果一致㊂施氮对一年生植物品质的影响较大,对豆科牧草的品质影响不显著,其原因可能跟豆科牧草自身具有一定的固氮能力有关,外源施加氮素会使氮素利用率降低35%,甚至会抑制豆科牧草的粗蛋白含量,这一现象与陈文新等[34]的研究内容一致㊂不同施氮量植物的产量㊁品质指标存在显著差异,依据简单指标组合不能客观综合评价施氮对哪种植物的营养品质影响较大,而通过主成分降维处理,将原有5个指标转化为2个主成分,依据成分方差累积贡献率数据,确定2021年和2022年2个主成分保有原信息88.960%和89.151%的信息量,依据得分系数得到主成分因子模型和综合得分模型㊂确定一年生植物止血马唐和多年生植物冰草营养品质最高㊂通过综合分析确定O 4I 0水平的营养成分产量最高㊂在O 4I 0时,群落干物质产量㊁粗蛋白㊁中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量同比增长最大,分别为41.21%㊁122.00%㊁84.41%和65.87%㊂施氮是补充土壤矿质营养成分㊁提高牧草产量和粗蛋白含量的有效方式[35]㊂结合肖祥铭[36]的研究结果,通过氮肥添加,能够提高该地区单位面积草地上的牧草产量和营养物质含量,经综合分析确定本研究中,在O 4I 0水平时能263期 宋一凡等:外源氮添加对扎鲁特旗山地草原主要植物饲用品质的影响明显提高山地草原单位面积的产草量和粗蛋白质等营养物质的总产量,对促进草原生态良性循环发展,提高牧草短期内的营养价值具有深远意义㊂4 结论综上所述,植物的营养成分价值不仅与各营养成分含量有关,还会受到施氮量以及种间关系的影响㊂通过不同氮添加对两年内主要优势植物营养品质及生物量影响的探究以及不同年份不同处理下主要植物营养价值的主成分分析,可以得到草地植物营养价值大小排序为:止血马唐>冰草>寸草苔>达乌里胡枝子>糙隐子草>扁蓿豆㊂随着氮素比例的增加,群落内的粗蛋白含量㊁粗脂肪含量㊁中性洗涤纤维含量和干物质产量呈先增加后降低的趋势,而酸性洗涤纤维和灰分呈降低趋势㊂由此可知,在O 4I 0水平下(有机态氮4g ㊃m -2㊃a-1),短期的氮添加可以显著增加山地草原植物粗蛋白㊁粗脂肪和中性洗涤纤维含量,对酸性洗涤纤维㊁粗灰分和干物质产量影响不显著,施加氮肥可以显著提高禾本科植物的营养价值,对豆科牧草的品质影响不显著㊂参考文献:[1] 内蒙古通辽市林业和草原局.保护扎鲁特旗草原筑牢通辽市北部生态安全屏障[J ].内蒙古林业,2020(7):18-20.[2] 布仁门德.内蒙古科尔沁地区草原生态保护与建设研究:以通辽市扎鲁特旗为例[J ].经济与社会发展研究,2015(3):59-60.[3] 布仁门德.发展内蒙古科尔沁草原畜牧经济的有效措施及效益分析:以通辽市扎鲁特旗为例[J ].消费导刊,2016(3):21-21.[4] 舒心心,赵春江.新时代内蒙古草原生态恢复路径探究:以科尔沁草原为例[J ].内蒙古民族大学学报(社会科学版),2020,46(3):108-115.[5] 才红梅.青海省原生草地植物营养价值研究综述[J ].养殖与饲料,2012(5):34-35.[6] 徐有绪,魏永林.环青海湖地区6种优势种牧草生长季营养成分变化分析[J ].青海气象,2008(4):31-32,43.[7] 吴克顺,傅华,张学英,等.阿拉善荒漠草地8种牧草营养物质季节动态及营养均衡价评价[J ].干旱区研究,2010,27(2):257-262.[8] 张敏,王晓丽,马玉寿,等.日喀则天然草地6种牧草营养成分分析[J ].青海大学学报,2021,39(6):1-9.[9] 王帅,胡建军,阿力木别克,等.南疆地区小花棘豆的营养成分分析[J ].草业科学,2010,27(5):136-139.[10] 杜书增,孔嫄嫄,张秋菊,等.紫花苜蓿营养价值的研究进展[J ].北方牧业,2021(19):23-24.[11] 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L525HQ>龙牧806>龙牧807,本研究选择的4个苜蓿品种对硫酸钠的抗性有较大差异,其中W L343HQ抗盐碱能力最强㊂关键词:紫花苜蓿;盐碱胁迫;种子萌发;隶属函数法;综合评价盐碱胁迫是一种常见的非生物胁迫,主要通过渗透作用和离子毒性抑制种子萌发,极大程度地限制了植物的生长和发育[1-2]㊂在植物生长发育过程中,种子的萌发期是对盐碱胁迫最为敏感收稿日期:2024-01-25基金项目:科技创新2030 重大项目(2022Z D04012);黑龙江省省属高等学校基本科研业务费科研项目(145109312,135409216, Y S T S X K201886);2021年大学生创新创业训练计划项目(国家级重点领域,202110232012);2022年黑龙江省大学生创新创业训练计划项目(S202210232024,S202210232026S)㊂第一作者:陈雪梅(1989-),女,硕士,中学一级教师,从事生物学研究㊂E-m a i l:1047193299@q q.c o m㊂通信作者:李波(1962-),女,学士,教授,从事细胞生物学研究㊂E-m a i l:l i b o1962@163.c o m㊂E f f e c t s o fE x o g e n o u sN i t r o g e nA d d i t i o no nF e e d i n gQ u a l i t y o fM a i nP l a n t s i n M o u n t a i n o u sG r a s s l a n d o fZ h a l u t eB a n n e rS O N GY i f a n,L I UZ h i h a o,T A NG u o j u a n,Y A NB a o l o n g,G A O K a i,C O N GL o n g l i(G r a s s I n d u s t r y C o l l e g e,I n n e rM o n g o l i aU n i v e r s i t y f o rN a t i o n a l i t i e s,T o n g l i a o028000,C h i n a)A b s t r a c t:I no r d e r t o p r o m o t e t h e r a t i o n a l u t i l i z a t i o no f g r a s s l a n d,n i t r o g e na d d i t i o nw a s c o n t i n u o u s l y c a r r i e do u t i n2021a n d2022,a n d t h e i n d e x e so f c r u d e p r o t e i n,c r u d e f i b e r,c r u d e f a t a n dc r u d ea s ho f s a m p l e p l o t sa n dm a i n p l a n t sw e r e d e t e r m i n e d.T h e p r i n c i p a l c o m p o n e n t a n a l y s i sm e t h o dw a s u s e d f o r q u a n t i t a t i v e c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n t o e x p l o r e t h e ef f e c t o f n i t r og e n a d d i t i o n o n th e f e e di n g q u a l i t y o fm a i n p l a n t s i nm o u n t a i n g r a s s l a n d.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e o r d e r o f n i t r o g e n l e v e l s o f g r a s s l a n d p l a n t sw a s:D i g i t a r i a i s c h a e m u m>A g r o p y r o nc r i s t a t u m>C a r e xd u r i u s c u l a>Le s p e d e z ad a u r i c a>C l e i s t o g e n e ss q u a r r o s a>M e d i c a g or u t h e n i c a.S h o r t-t e r mn i t r o g e na d d i t i o n c o u l d s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e dt h e c o n t e n t so f c r u d e p r o t e i n,c r u d e f a t a n dn e u t r a ld e t e r g e n t f i b e r i nm o u n t a i n g r a s s l a n d p l a n t s,b u th a dn os i g n i f i c a n t e f f e c to na c i dd e t e r g e n t f i b e r,c r u d ea s ha n dd r y m a t t e r y i e l d.W i t ht h e i n c r e a s eo fn i t r o g e nr a t i o,t h ec o n t e n t so fc r u d e p r o t e i n,c r u d ef a t,n e u t r a ld e t e r g e n t f i b e r a n dd r y m a t t e r y i e l d i n t h e c o m m u n i t y i n c r e a s e d f i r s t a n d t h e nd e c r e a s e d,w h i l e t h e c o n t e n t s o fa c i dd e t e r g e n t f ib e r a n d a s hd ec r e a s e d.T h e a p p l i c a t i o n o f n i t r o g e n f e r t i l i z e r c a n s i g n i f i c a n t l y i m p r o v e t h e n u t r i t i o n a lv a l u e o f g r a m i n e o u s p l a n t s,b u th a sn os i g n i f i c a n t e f f e c t o n 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地理专业本科毕业论文题目（精选）近现代以来，随着地理科学的快速发展，不再局限于自然地理现象的研究，而是逐步涵盖自然科学和社会科学的双重特征。

现在xx为了让各位地理专业的本科学生们确定论文主题，现总结了近几年来最新的200个地理专业本科毕业论文题目，欢迎各位前来查看。

地理专业本科毕业论文题目一：1、红树林可培养微生物活性评价和土壤宏基因组文库构建及生物活性筛选2、基于GIS和遥感的崇明岛土地资源承载力研究3、杭州西溪湿地景观格局研究分析4、基于3S技术的干旱区土壤盐渍化时空演变研究5、县域土壤系统分类基层分类与制图研究6、松嫩平原西部土地整理区景观格局及土壤属性空间变异特征研究7、哈尔滨城市绿地土壤调查及改良效果研究8、连作障碍土壤生态修复的研究9、不同盐碱程度盐碱土壤微生物多样性研究10、面向土系调查制图的小尺度区域景观分类研究11、酸沉降下南亚热带森林土壤元素动态及其响应机制12、辽宁朝阳凤凰山基准剖面古土壤类型判定研究13、湖北省主要土纲基层分类指标体系的构建及应用14、盐城典型滨海潮滩湿地地形地貌特征及其对景观分异的影响15、生物炭对石灰土性质及土壤系统中碳迁移转化的影响研究16、基于遥感数据的土壤水分与地形地貌关系研究17、内蒙古毛乌素沙地景观格局动态变化及其驱动力研究18、基于无人机遥感的“黄河-铁塔样带”地貌与景观特征研究19、生物炭改良土壤物理性质的初步研究20、氮添加对森林土壤可溶性糖、酚类物质及可溶性有机氮含量的影响21、粉煤灰改良盐碱土壤理化性状及对植物生理性状影响研究22、天津土壤盐渍化及其对土壤碳酸盐、有机碳分布的影响23、玄参属系统发育和生物地理学分析及砾玄参复合种的亲缘地理学研究24、高寒草原区不同植被恢复方式对土壤微生物的影响研究25、巴丹吉林沙漠形成演化的地质历史与亚洲内陆干旱化研究26、黑河流域绿洲时空变化过程的驱动机制研究27、放牧对典型草原优势植物大针茅根际土壤养分和根际微生物的影响28、草甸草原土壤微生物群落结构与多样性对增氮增雨的响应29、长白山主要林型土壤酵母菌功能多样性的研究30、土壤改良剂对马铃薯生长和土壤质量的作用机制31、寒温带冻土区森林-湿地生态系统土壤呼吸及其影响因子研究32、两种农药对红松混交林、人工纯林土壤微生物群落功能多样性的影响33、湘中丘陵区不同土地利用方式土壤养分及碳库特征研究34、城市景观视觉环境评价实践35、南海北部多波束海底地貌多尺度分析及其构造意义指示36、亚热带米槠人促林碳、氮、磷积累特征及土壤磷素有效性分级研究37、中国云杉属植物地理分布的水力限制与增温中文响应研究38、基于分布式水文模型的景观变化下生态水文响应研究39、基于CLUE-S模型的土地利用/覆被景观评价研究40、滨海盐土改良利用措施的定量评价与控盐工程优化地理专业本科毕业论文题目二：41、全球变暖对松嫩西部草原中小型土壤动物多样性的影响42、祁连山不同退化草地土壤微生物特性研究43、放牧绵羊对陇东草原土壤细菌和真菌群落结构及多样性的影响44、青藏高原东缘高寒草甸土壤线虫群落对施肥和放牧的响应研究45、祁连山地貌特征及对青藏高原隆升的响应46、滨海典型地区土壤盐渍化时空变异及监测系统研究应用47、哈尔滨中心城区生态网络分析及其景观生态格局优化研究48、吉林省西部苏打盐碱土种稻改良机理与生产关键技术研究49、自然和人为添加生物质炭对土壤腐殖质碳和黑碳的影响50、模拟土壤增温和林内减雨对暖温带锐齿栎林土壤呼吸的影响及其微生物响应51、神农架巴山冷杉林土壤有机碳及其影响因素研究52、天津滨海新区围填海演进过程与岸线、湿地变化关系研究53、水系对成都城市景观格局的影响研究54、不同耕作措施和外源碳输入对土壤结构和有机碳库的影响55、国家地质公园综合价值评价及分类管理研究56、流溪河流域景观特征对河流水质的影响及河岸带对氮的削减效应57、中国大陆海岸线及海岸工程时空变化研究58、近70年中国大陆岸线变化的时空特征分析59、人类活动影响下流域土壤及植被的时空格局变化60、四川盆地紫色丘陵区成土特征61、吉林西部盐碱水田区温室气体排放的影响因素与变暖潜势研究62、生物质炭对高度风化的酸性铁铝土碳氮磷循环及土壤质量的影响研究63、盐渍化土壤玉米水氮迁移规律及高效利用研究64、短花针茅荒漠草原群落特征和土壤对放牧强度季节调控的响应65、长白山植被垂直带地形控制机制研究66、松嫩平原西部盐碱化生态系统土壤呼吸特征及土壤CO_2无机通量研究67、渭河流域地下水中氟和碘的形成机理及其对人体健康的影响68、矿区土地景观格局演变及其生态效应研究69、海滨湿地互花米草沼泽景观演变机制研究70、基于景观生态分析的城市绿色天际线规划研究71、基于GIS的山地景观生态综合评价研究72、青藏高原东缘白龙江流域地貌定量化参数体系研究73、基于生态文明的干旱区湖泊湿地景观环境综合评价及改善对策研究74、土壤磷素耦合的水田碳-氮库动态消长规律及其生态化学计量学调控潜能75、中国南方红土磁学特征、起源及其与成土过程关系研究76、渤海海峡南部海域地貌特征及控制因素研究77、海岸侵蚀风险评价模型构建及其应用研究78、延河流域景观格局与水文过程耦合分析79、大连主城区绿地景观格局与生态服务功能动态80、火对塔河森林土壤微生物及酶活性的干扰作用地理专业本科毕业论文题目三：81、黄土高原人工纯林枯落物分解和养分循环对土壤极化的影响82、深耕与秸秆还田的土壤改良效果及其作物增产效应研究83、玛纳斯河流域土壤盐渍化过程和格局特征及盐渍土改良模式探讨84、黑河流域历史时期垦殖绿洲时空变化与驱动机制研究85、浙江沿海陆地生态系统景观格局变化与生态保护研究86、基于层次-熵权法的地质公园综合评价87、森林恢复对土壤有机碳氮循环的影响88、安徽大别山海拔梯度上森林土壤碳氮动态研究89、胶东集约化农田土壤酸化效应及改良调控途径90、北京地区生态系统服务价值遥感估算与景观格局优化预测91、苏州市水岸带景观格局演变研究92、天津湿地景观格局动态变化研究93、基于景观结构的长株潭核心区土地利用生态风险调控研究94、重庆丘陵山区农村土地整治工程及其景观效应95、渤海湾海岸带环境演变及控制因素研究96、四川稻城地区地质景观研究97、基于多尺度NDVI和LUCC的漓江流域生态演变研究98、基于GIS的流域地貌形态分形空间变异特征研究99、长白山自然保护区景观格局演化与模拟100、流域尺度景观格局时空演变与生态系统健康评价研究101、加速溶剂萃取和离子液体微萃取在土壤样品处理中的应用102、福建近岸海域海底地貌研究103、长沙城市湿地景观格局时空演变与驱动机制研究104、北方滨海盐土高效改良技术研究105、生物炭在黄土高原典型土壤中的改良作用106、三峡工程对洞庭湖区湿地景观格局及生态健康的影响研究107、青藏高原草地变化及其对气候的响应108、高寒草甸坡向梯度上植物群落组成及其氮磷化学计量学特征的研究109、松嫩高平原土地利用景观梯度变化及其土地生态环境响应110、松嫩平原苏打盐渍土灌区稻田水盐调控灌排模式研究111、河岸带景观结构、功能及其关系研究112、生物炭改良白浆土的初步研究113、脱硫石膏与腐植酸改良滨海盐碱土的效应及机理研究114、水文过程对黄河口湿地景观格局演变的驱动机制研究115、芦竹生物炭对农业土壤环境的影响116、银杏复合系统碳储量及土壤碳循环过程研究117、基于植被根系分布形态的生态边坡稳定性研究118、三峡水库消落带土壤有机质、氮、磷分布特征及通量研究119、沙漠旅游资源评价及风沙地貌地质公园开发与保护研究120、区域荒漠化演变机制的六元法研究地理专业本科毕业论文题目四：121、基于GIS技术的景观视觉质量评价研究122、浙江省土壤数据库的建立与应用123、腾格里沙漠腹地钻孔揭示的沙漠形成与古环境演化历史124、冷空气活动对心脑血管疾病相关指标影响的初步研究125、模拟增温和氮沉降对松嫩草原土壤养分状况的影响126、生物质催化热解炭化的试验研究与机理分析127、基于景观服务的绿色基础设施规划与设计研究128、不同尺度乡村生态景观评价与规划方法研究129、城镇化背景下乡村景观格局演变与布局模式130、甘肃黄河石林地质景观可持续发展研究131、辽宁沿海经济带滨海公路生态景观模式研究132、泰山历史文化轴线山地段人文景观及空间研究133、非饱和土壤介电特性测量理论与方法的研究134、土壤-根系统养分迁移机制及其数值模拟135、土壤养分空间变异与分区管理技术研究136、种植耐盐植物改良盐碱土的研究137、黄土旱塬农田土壤有机碳、氮的演变与模拟138、非饱和土中热-水力-力学-传质耦合过程模拟及土壤环境工程中的应用139、三峡库区坡面水土流失机理与预测评价建模140、黄土高原植被恢复的土壤水分生态环境141、流域降雨侵蚀产沙与地貌形态特征耦合关系研究142、滑坡侵蚀及其动力学机制与定量评价研究143、土壤水分快速测量方法及其应用技术研究144、林火对土壤环境影响的研究145、植被覆盖地表土壤水分变化雷达探测模型和应用研究146、落叶松人工林土壤质量变化规律与调控措施的研究147、黄土高原历史时期地貌与土壤侵蚀演变研究148、土壤有机质含量高光谱预测模型及其差异性研究149、田间土壤养分与作物产量的时空变异及其相关性研究150、遥感土地利用/土地覆盖变化信息提取的决策树方法151、区域土地利用变化及其分析方法研究152、基于GIS和RS的小流域景观格局变化及其土壤侵蚀响应153、基于GIS的全国耕地质量评价方法及应用154、蒸发条件下夹砂层土壤水盐运移实验研究155、基于GIS和地统计学的不同尺度水稻田土壤养分时空变异及其机理研究156、基于离散元细观分析的土壤动态行为研究157、植被覆盖地表极化雷达土壤水分反演与应用研究158、面向小流域管理的水土保持遥感监测方法研究159、基于遥感和GIS的区域土壤侵蚀调查研究160、海岸河口水动力数值模拟研究及对泥沙运动研究的应用地理专业本科毕业论文题目五：161、云南纳帕海高原湿地土壤退化过程及驱动机制162、常绿阔叶林退化过程中土壤的养分库动态及植物的养分利用策略163、北京八达岭地区森林土壤理化特征及健康指数的研究164、黄土地区流域森林植被格局对侵蚀产沙过程的调控研究165、林木根系与均质土间相互物理作用机理研究166、杭州湿地植物生态习性及景观设计研究167、城市地表灰尘-降雨径流系统污染物迁移过程与环境效应168、三峡库区主要森林植被类型土壤有机碳研究169、平原河网地区景观格局变化与多尺度环境响应研究170、新疆艾比湖流域平原区景观生态安全研究171、中国几种典型土壤介电常数及其与含水量的关系172、基于遥感与GIS的景观类型信息提取及景观格局分析173、基于DEM的我国地貌形态类型自动划分研究174、基于DEM的地形信息提取与景观空间格局分析175、基于DEM的地貌分析研究176、南通市景观格局与景观生态规划研究177、基于RS和GIS的土地利用和景观格局变化研究178、青岛市土地利用/土地覆被变化及驱动力研究179、区域水土流失地形因子分析与提取研究180、黄土高原旱地长期定位试验土壤酶活性研究181、土壤团聚体水稳定性及其与土壤可蚀性之间关系研究182、基于GIS的黄土高原小流域土壤侵蚀定量评价研究183、乡村景观分类的方法研究184、使用MODIS数据反演土壤水分研究185、武汉市湿地功能评价与景观格局动态变化研究186、地貌三维综合的地图代数模型和方法研究187、不同耕作措施下黄土高原旱地土壤质量综合评价188、基于数据挖掘的遥感影像海岸带地物分类方法研究189、离子土壤固化剂对武汉红色黏土结合水作用机理研究190、北京市崇文区绿地表层土壤质量研究与评价191、不同地貌区及不同尺度的耕地质量评价与衔接研究192、土壤盐分离子迁移及其分异规律对环境因素的响应机制193、干旱区典型绿洲土壤盐渍化及其生态效应研究194、盐碱化草原农业改良技术及水盐运动规律研究195、中国主要森林群落林下土壤有机碳储量格局及其影响因子研究196、上海乡村聚落景观的调查分析与评价研究197、基于DEM的川西高原构造地貌特征提取与分析198、武汉市湿地生态系统服务功能评价与可持续发展研究199、基于GIS的煤矿区景观格局时空变化及生态重建研究200、基于激光诱导击穿光谱技术的土壤理化信息检测方法研究。

人工湿地的碳氮磷循环过程及其环境效应人工湿地是一种模拟自然湿地生态系统的人工构筑物，经过人为设计和管理，具有一定的水生植被，并通过土壤和植物的自净作用来处理废水和农业污染物。

人工湿地在水资源保卫、水质改善和生态系统恢复等方面发挥了重要的作用。

其中，碳、氮和磷是人工湿地中的重要元素，它们的循环过程对湿地的功能和环境效应起着至关重要的作用。

起首，人工湿地对碳的循环具有重要的作用。

湿地环境中的植物通过光合作用吸纳大气中的二氧化碳，固定为有机碳，并通过生物降解作用释放为二氧化碳。

湿地中植物和水体中的有机物还可在缺氧环境下发生厌氧分解，生成甲烷等温室气体，并通过微生物活动进一步氧化为二氧化碳。

此外，湿地中的沉积物具有较高的有机质含量，是碳的重要储库。

因此，人工湿地在整体上可减缓大气中碳的增加速度，对缓解气候变化具有乐观的影响。

其次，人工湿地对氮的循环也具有重要意义。

氮是农田和废水中的主要污染物之一，湿地通过水体中悬浮物和植物的吸纳，以及微生物的作用，将水中的氨态氮和硝态氮转化为氮气，实现氮的去除。

另外，湿地中的生物降解作用也会释放一定量的氨氮和硝酸盐，进一步影响水体中氮的循环。

此外，湿地中还存在着硝化-反硝化过程，其中硝化过程是指氨态氮和亚硝酸盐被氧化为硝酸盐，而反硝化过程是指硝酸盐被还原为氮气并释放到大气中。

这两个过程的互相作用使得人工湿地对氮的循环具有复杂性和多样性。

除了碳和氮循环外，人工湿地对磷的循环也有重要影响。

磷是农田和废水中的主要污染物之一，湿地通过植物的吸纳和沉积物的沉积，将磷从水体中去除。

湿地植物通过根系吸纳水中的无机磷，进入植物体内，一部分以有机磷的形式储存于植物体内，一部分以有机废弃物的形式释放到湿地的沉积物中。

湿地中的沉积物是磷的重要储库，它们可以长期储存磷，降低磷污染的风险。

此外，湿地中的微生物也可以通过矿化作用将有机磷转化为无机磷，进一步影响水体中磷的循环。

关于人工湿地的环境效应，它主要体此刻净水、保卫生态和改善水质等方面。

氮沉降对湿地生态系统物质循环过程影响解析湿地生态系统是地球上非常重要的生态系统之一，其承载了丰富的生物多样性，并且在物质循环过程中发挥着重要的作用。

然而，随着人类活动的不断增加，湿地生态系统遭受到了农业、工业、城市化等多种压力，其中一个重要的因素是氮沉降。

氮沉降通过改变湿地生态系统的物质循环过程，对其产生了广泛的影响。

本文将对氮沉降对湿地生态系统物质循环过程的影响进行解析。

首先，氮沉降对湿地生态系统中的氮循环过程有着显著的影响。

氮沉降中的氨氮和硝酸盐氮能够被湿地植物和土壤微生物吸收利用，进而影响湿地植物生长和土壤养分循环。

氮沉降的增加可以促进湿地植物的生长，并提高其生物量和叶面积指数。

而增加的氮沉降也会导致土壤中的氮含量增加，进而影响土壤氮循环的速率。

例如，氮沉降的增加会提高湿地土壤中氮的矿化速率和硝化速率，从而影响土壤中的氮转化过程。

此外，氮沉降还会影响湿地土壤中氮的固持能力，从而影响湿地土壤氮的平衡。

其次，氮沉降还会对湿地生态系统中的有机物质的分解和降解过程产生影响。

湿地生态系统中的有机物质分解和降解是湿地生态系统物质循环过程中至关重要的环节。

氮沉降的增加可以促进湿地生态系统中有机物质的降解速率，从而影响湿地中有机物质的分解过程。

一方面，氮沉降的增加可以增加土壤中微生物的活性，从而提高有机物质的降解速率。

另一方面，氮沉降的增加也会影响湿地中的土壤酶活性，进而影响有机物质的分解过程。

例如，氮沉降的增加可以提高湿地土壤中的蛋白酶和脲酶的活性，促进有机物质的分解和降解。

此外，氮沉降还会影响湿地生态系统中的植物养分吸收和利用效率。

湿地植物对氮的需求较高，因此氮沉降的增加可以提供更多的氮资源，进而促进湿地植物的养分吸收和利用能力。

然而，过高的氮沉降也会导致湿地植物的养分过剩，进而影响植物的生长和发育。

例如，氮沉降的过量会导致湿地植物根系发育异常，从而影响植物对水分和养分的吸收和利用能力。

因此，适度控制氮沉降对湿地生态系统的可持续发展具有重要意义。

作者简介：李春哲（1982—），女，博士，讲师，研究方向：面源污染。

基金项目：本文系吉林工业职业技术学院2016年度科研课题“饮马河流域面源污染负荷及污染物时空格局演变特征分析”（课题编号：16ky06）的阶段性研究成果之一。

土壤有机质碳矿化影响的研究进展李春哲（吉林工业职业技术学院制药与环境技术学院，吉林吉林132013）摘要：关键词：中图分类号：S153.62文献标识码：A化肥施用、耕作方式以及土壤的理化性质等均对土壤有机质碳矿化产生影响，由于土壤有机碳的容量很大，即使其微小变动就可导致整个空气容量中CO 2浓度边幅很大，所以土壤有机质碳矿化在整个碳循环过程中起着至关重要的作用。

目前CO 2作为温室效应气体，成为全球环境关注的焦点问题。

因此，在整个生态系统内固碳增汇是每个国家在未来环境问题上应该努力的方向，本文综述了土壤有机质碳矿化的影响因素，并给出了未来在土壤有机质碳矿化应该侧重的研究方向。

土壤有机质；矿化；研究进展1引言土壤有机质碳矿化是指是土壤有机质通过分解变为简单无机化合物并放出二氧化碳的过程，是在微生物作用下进行的。

土壤中的机质，是土壤固相部分的一种重要的组成，主要是指土壤中来源的生命物质，一般含量在0~5%之间，泥炭土可高达20%或30%以上，漠境土和砂质土壤不足0.5%。

土壤有机质矿化影响因素很多，土壤有机质矿化对土壤肥力保持、壤土构成、农林业和生态系统可持续发展等都有着极其重大的意义。

2影响因素2.1化肥的施用目前农业生产资料的最基本投入就是化肥的施用，不论是在发达国家还是在发展中国家，化肥的施用都成为了增产、增收的最直接的、最有效的措施[1]。

化肥的施用，也成为了影响有机碳库的最重要的原因。

近些年一些研究表明[2-4]，由于肥料的类型不同，对土壤中的有机碳的影响比重也不尽相同，有研究表明，有机肥与无机肥配合使用，既补充了有机碳源又改善了土壤的物理性状，可提高土壤碳含量。

比较研究了施用水葫芦有机肥和畜禽粪有机肥对土壤CO 2排放特征的影响。

模拟氮输入对黄河三角洲盐沼湿地碳循环关键过程的影响黄河三角洲（Huanghe River Delta）是中国东部海岸带最大的盐碱地区之一，盐碱地的土壤含盐量普遍较高，同时该地区还兼具典型的河口型湿地特征，是全球海岸带蓝碳库的重要组成部分，其生态系统在大气碳中循环和储存方面扮演着重要角色。

氮输入是近年来盐碱地生态系统中面临的新问题，但其对该区域的碳循环关键过程的影响尚未被充分研究。

一、氮输入对植物的影响植物是湿地生态系统中的重要组成部分，同时也是沉积有机碳的主要来源之一。

氮元素是植物生长必需的主要养分之一，它对湿地植物的生理生态过程、生物量及物候期特征都有影响。

研究表明，在盐碱地条件下，高氮输入会促进植物生长，并增加生物量，增加了植物对土壤的固碳能力。

但过量氮输入则会导致内源性响应，植物对养分的吸收减弱，同时降低生理局限和下调碳固定。

过量的氮输入对盐沼湿地植物类型和群落结构的影响主要表现为促进一些快速生长、适应力强的植物占据优势地位，通过对生物量及多样性的调整改变了生态系统的碳循环特征。

二、氮输入对土壤碳固定的影响黄河三角洲盐沼湿地的土壤主要由富含铁和铝的残积土和沉积体组成，土壤碳存储与有机物与土壤所发生的交互作用密切相关。

氮元素的存在对土壤碳固定起重要作用，它会改变土壤中生物和非生物组分，从而对有机物的降解和形成产生影响。

一方面，适量氮输入会促进微生物生长和分解有机物，提高有机物分解速度，释放出更多的CO2和CH4，降低土壤碳储量；另一方面，适度氮输入也会改变土壤中微生物的种类、数量及生长状态，如最大化氮素条件下，酸化且缺氧的土壤环境可导致硫酸盐还原、甲烷氧化及碳酸盐沉积等作用，增加碳固定和储存。

三、氮输入对湿地植被生态系统碳交换的影响盐沼湿地是陆地和海洋之间的过渡区，其与空气和海洋之间的碳交换十分复杂，生态系统碳交换过程通过植被的呼吸和光合作用而发生。

适量的氮输入可促进植物温室气体CO2和CH4的吸收，交换通量增加，进而加速CO2的固定和储存；另一方面，较高氮输入也可能增加谷子烷和甲烷的排放，加剧温室效应。

20春学期（1709、1803、1809、1903、1909、2003）《全球变化生态学（尔雅）》在线作业水圈中全部的水每()通过生物体一次。

() A:2.8年 B:28年C:280年 D:2800年答案：D 生物入侵将产生两种值得关注的全球效应是()。

A:降低地域性动植物区系的独特性、打破维持全球生物多样性的地理隔离 B:提高地域性动植物区系的独特性、打破维持全球生物多样性的地理隔离 C:降低地域性动植物区系的独特性、打破维持全球生物多样性的生殖隔离 D:提高地域性动植物区系的独特性、打破维持全球生物多样性的生殖隔离答案：A
关于全球变化的科学内涵,下列说法错误的是()。

A:
全球变化研究超越了各分支学科的界限
B:
指过程或事件本身的空间尺度远在地球半径以下
C:
过程或事件的影响应为全球性的
D:
认识全球变化规律需要了解所有时间尺度上的过程
答案：B
与外界只有能量而没有物质交换的系统是()。

A:
孤立系统
B:
封闭系统
C:
开放系统
D:
群体系统
答案：B 植物通过光合作用,每年约滞留()吨碳在陆地生态系统中。

A:1220亿B:1200亿 C:220亿 D:20亿答案：D 我国大概有()的秸秆用作燃料。

A:10%-20% B:30%-40% C:50%-60% D:70%-80% 答案：C
二氧化碳的光合驯化作用是指植物生长在高浓度CO2环境下,经过一定时间
后光合速率可能()。

A:
进一步升高
B:
趋于稳定
C:
恢复到以前CO2环境下的水平
D:
衰落到以前CO2环境下的水平以下。

中国环境科学 2018,38(3)：1133~1141 China Environmental Science 外源碳氮添加对草地碳循环关键过程的影响贺云龙1,2,齐玉春1,彭琴1,董云社1*,闫钟清1,2,李兆林1,2(1.中国科学院地理科学与资源研究所,中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室,北京 100101；2.中国科学院大学,北京 100049)摘要：人类活动引起的大量的活性氮从大气沉降到生物圈.当前氮沉降对草地生态系统碳循环过程的影响机制仍然存在较大的不确定性.本文综述草地生态系统碳循环过程(植物光合作用、地上生物量、地下生物量、土壤呼吸、凋落物分解和土壤有机碳含量)对添加不同的氮源水平和不同施氮年限的响应,并分析这些过程变化的可能原因,同时,也阐述草地碳循环关键过程对外源碳输入的响应,并进一步分析了外源碳和氮输入对草地碳循环关键过程影响的微生物学作用机制.通过上述总结旨在强调说明碳源可利用性变化作为氮沉降背景下草地生态系统碳循环关键过程重要调控因素之一,开展相关研究对科学的管理我国草地资源配置和增加土壤碳汇方面理论的重要意义.关键词：氮沉降；外源碳；碳循环；微生物；碳汇中图分类号：X171.1, Q948.1 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2018)03-1133-09Effects of exogenous carbon and nitrogen addition on the key process of carbon cycle in grassland ecosystem: a review. HE Yun-long1,2, QI Yu-chun1, PENG Qin1, DONG Yun-she1*, YAN Zhong-qing1,2, Li Zhao-lin1,2 (1.Key Laboratory of Land Surface Pattern and Simulation, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China；2.Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China). China Environmental Science, 2018,38(3)：1133~1141Abstract：Human activities result in a large amount of active nitrogen (N) depositing from atmosphere to biosphere. Then N deposition has inconsistently influenced in the key process of carbon (C) cycle in the grassland ecosystem. In this paper, we review the processes of C cycle (plant photosynthesis, aboveground and belowground biomass, soil respiration, litter decomposition and soil organic carbon content) responding to different N-addition levels and years in the grassland ecosystem, and analyze possible the causes of various in these processes. Simultaneously, we analysis that these processes respond to exogenous C addition. Furthermore, we analysis the mechanisms of microbes driving these processes under exogenous C and N addition. C availability is one of most controllers in the key processes of C cycle in grassland ecosystems. This paper throughout the above these works strongly emphasizes that conducting the related research will play important roles in scientific managing resources and increasing soil C sink in China.Key words：nitrogen deposition；exogenous carbon；C cycle；soil microbes；soil C sink从1860年到1995年,矿物燃料大量的应用和农业化肥过量的施用等人类活动向大气中排放的氮氧化物和氨从34Tg N/a迅速增加到了100Tg N/a,并且这部分活性氮素70%以上又以干湿沉降的方式随后回降到陆地生态系统[1].到2050年,全球人类活动向大气中排放的氮氧化物和氨预计将达到200Tg N/a[1].在一些氮限制的陆地生态系统中,有研究报道,施氮可以增加植物地上[2-3]和地下[4-5]净初级生产力,进而可能会扩大生态系统碳的输入[4,6].但也有研究发现,随着施氮量增加或者施氮年限的增加,虽然施氮提高了土壤氮的可利用性,但也会导致植物向根系运输光合产物减少[7-8]、植物细根生物量[4]和根系分泌物的降低[8],这些因素可能会减少地下部分碳源输入,也可能会抵消植物地上部分的碳固定[9-10].另外,大部分氮沉降模拟试验研究还发现,施氮肥对土壤呼吸影响效应也不一致,包括积极效应、消极效应或者无影响[8,11-13].所以,氮沉降对收稿日期：2017-08-25基金项目：国家自然科学基金资助项目(41330528,41673086, 41573131,41203054)* 责任作者, 研究员, dongys@1134 中国环境科学 38卷陆地生态系统碳循环过程影响仍然充满着极大的不确定性,这必然影响着对陆地生态系统碳源与汇的准确评估.以往部分研究发现,土壤呼吸对不同梯度的施氮水平[11,14-15]或者不同的施氮年限[13,16]响应的不同与土壤中可利用碳源含量多少有关[8,11-13].即当土壤可利用碳含量相对丰富时,土壤呼吸对施氮表现为积极响应,但是当土壤可利用碳含量相对匮乏时,土壤呼吸对施氮表现为消极或者无响应[17-18].那么,土壤碳源可利用性变化是否调控着土壤呼吸对氮的响应呢.在农田生态系统中,有些研究已发现,相比仅施氮肥的处理,秸秆或有机肥的添加促进施氮处理土壤呼吸明显的增加[19-23].另外,在农田生态系统中还有研究发现,秸秆和有机肥等碳源输入促进施氮肥小区作物生长[24-25]和土壤有机碳含量增加[25-26].同农田生态系统相比,探讨碳源可利用性变化对模拟施氮作用下草地生态系统土壤呼吸等碳循环过程的影响研究报道几乎为零.随着改革开放以来工业和经济的快速发展,我国逐渐成为仅次于欧美的第三大氮沉降区[27].草地作为我国最大陆地生态系统,约占我国陆地面积的40%[28].草地生态系统一直处于氮素缺乏状态,同时,由于遭受着恶劣气候环境和过渡放牧和刈割等人类活动的干扰,导致草地资源相对匮乏[10-12,28].基于此,有必要开展碳源可利用性变化对我国草地生态系统碳循环过程影响的研究,这也将对完善氮沉降作用下我国草地生态系统碳循环过程响应机制有着十分重要的作用.1外源碳和氮输入对草地生态系统碳循环关键过程的影响1.1外源碳和氮输入对植物光合作用的影响光合作用是植物通过固定大气CO2为其生长提供物质和能量的重要过程,也是生态系统碳输入最重要的过程[9].植物光合作用速率一般常以植物叶片中叶绿素含量、叶面积指数和叶片中氮素含量等重要指标代表[29-30].外源施氮会促进植物的光合作用,但是过量氮输入也会抑制光合作用.氮元素是植物生长必需的生命元素[3,9].外源施氮会促进植物叶绿素含量、叶面积指数和叶氮含量的增加,进而增强植物的光合作用速率[29-30].但是随着施氮量的增加,施氮对光合作用的效应表现为降低或无影响[31-32].例如:肖胜生等[30]对内蒙古羊草草原的氮沉降模拟试验研究发现,中氮处理净光合速率高于高氮处理,而且叶绿素含量、叶面积指数和叶氮含量也有着相似变化.他们认为主要归因于植物具有自遮蔽效应和对氮环境适应能力高低的不同[30,33].在农业生态系统中,秸秆还田和施有机肥等[34-35]外源碳输入对光合作用具有积极作用.例如,白伟等[36]研究了秸秆配施氮肥对玉米的光合性能的影响发现,相同施氮条件下,秸秆还田处理相比未添加秸秆处理玉米光合速率增加4.8%.秸秆和有机肥输入不仅会改善土壤结构[37],而且还会增加微生物活性,加快有机质分解,促进植物根系对氮等营养元素的吸收[38],间接地促进植物光合作用.那么未来随着氮沉降速率增加,是否可以通过外源碳输入进一步扩大植物光合作用速率,相关方面有待进一步研究.1.2外源碳和氮输入对地上生物量的影响外源氮输入对植物地上生物量增加具有积极的效应.从已有大量研究中可以发现,氮肥的添加对草地植物地上生物量的增加具有显著的促进作用[2-3,6,39].主要归因于施氮肥缓解了草地生态系统植物对氮素需求的限制,增加植物叶片中氮的含量,进而增强了植物光合作用.植物地上生物量作为草地生态系统主要碳库之一[5],所以施氮可能会扩大草地生态系统碳汇.不同碳源对植物地上生物量促进程度有所不同.Ryals等[40]对已有3年施绿肥的草地研究发现,施绿肥增加了植物地上生物量.但也有研究发现,添加凋落物处理地上生物量较未添加凋落物处理地上生物量没有显著变化[41].该研究认为可能与添加的凋落物质量较低有关. Török等[42]对匈牙利沙化草地研究还发现,添加外源碳(植物琐屑和葡萄糖)由于增加了土壤氮的固定,导致地表植被覆盖减少.因此,在草地生态系统中,如何选择合适碳源的添加,可能在未来氮沉降背景3期贺云龙等：外源碳氮添加对草地碳循环关键过程的影响 1135下是必须要面对的主要问题之一.1.3外源碳和氮输入对植物地下生物量的影响随着施氮量的增加,根系生物量可能会逐渐由起初积极响应转向无响应或消极响应. Zhang 等[14]对中国兰州区域半干旱草地研究表明,相比对照处理,施氮处理促进了根系生物量增加,低氮处理[2.3gN/(m2⋅a)]对根系生物量影响未达显著性水平,而高氮处理[9.2gN/(m2⋅a)]根系生物量则显著增加.然而Zhang等[29]对内蒙半干旱区羊草草原研究则发现,施氮水平为17.5gN/(m2⋅a)时,植物的根系生物量显著降低.Harpole等[2]对美国半干旱草原的研究也发现,相比对照处理,施氮[10gN/(m2⋅a)]处理草地地下生物量不具有显著的变化.一般认为,主要归因于施氮提高了土壤氮素可利用性,可能导致植物消耗更少的能量从土壤中获得更多的氮素,进而减少光合产物向根系的分配和细根的生长[4,43].根据Nguyen等[44]报道,年平均净光合固定的碳化合产物向地下转移的量相当于植物地上部分向土壤输入量的50%左右.因此,过量的氮施入所导致光合产物向地下分配的减少可能会抵消地上植物碳固定的增加[9-10].外源碳输入对地下生物量的增加具有积极作用.Ryals等[40]对山谷草地和滨海草地两种类型草地研究发现,施绿肥显著提高了根系生物量,尤其是0~10cm层根系.这与慕平等[37]在农田生态系统中研究结果一致.白伟等[45]对施氮肥的玉米农田生态系统还发现,秸秆还田处理玉米根干质量、根体积、根数等根系形态指标均优于秸秆不还田处理.相比农田生态系统,我国草地生态系统相关方面研究亟待开展.1.4外源碳和氮输入对土壤呼吸的影响外源氮添加对土壤呼吸影响效应是不一致的.随着施氮水平增加[11,14-15]或者施氮年限[13,16]的增加,土壤呼吸由最初的积极的响应变为消极的或者无响应.一般认为,土壤碳可利用性变化是导致土壤呼吸对施氮水平不同响应重要因素之一.因为如下几个方面可能会加剧土壤碳限制:(1)在施氮初期或者低氮水平下,氮素添加会促进植物的生长,增加光合作用产物向地下的配置和植物根系生物量[5,14,46];随着施氮量增加,植物会减少光合产物向根系的分配和细根的生长[4,43];(2)过量施氮抑制多酚氧化酶活性,降低不易利用的土壤有机质分解[16,39,47];(3)土壤中过量的活性氮施入还会通过土壤物理和化学方式与土壤团聚体或有机碳进行结合,进而造成土壤碳可利用性降低[39,47].外源碳添加对土壤呼吸有着积极的影响.当向土壤中添加碳源时,土壤CO2排放呈现迅速的增加[40-41,48-50].这一现象反映了土壤处于碳限制.在农田和森林生态系统室内模拟实验中, Eberwein等[17]通过利用外源碳添加的方式已经发现,土壤碳可利用性调控着土壤呼吸对氮肥响应.因为当葡萄糖和氮肥共同添加时,土壤呼吸表现为积极的响应,而仅有氮肥添加时,土壤呼吸呈降低或无明显变化.到目前,外源碳对氮沉降作用下草地生态系统土壤呼吸影响的相关报道几乎未见报道.另外由于添加碳源质量的不同,引起土壤CO2激发效应的幅度也会有所差异.根据已有研究发现,土壤呼吸对不同碳源响应最明显的为低分子有机碳(葡萄糖和纤维素),其次是植物凋落物或残落物和粪肥[19,49,51].因此,未来开展草地碳源添加试验时,也要注意碳源类型的选择. 1.5外源碳和氮输入对草地凋落物分解的影响外源氮输入对凋落物不同的分解阶段影响效应不同.纤维素和木质素作为组成凋落物主要成分[52].在凋落物刚分解初期,施氮会促进纤维素快速分解;到了凋落物分解后期,木质素占有比例的增加,并且木质素和酚类物质会在氮素作用下发生聚合反应,加之,过量氮素输入也会对木质素分解酶产生抑制作用,这一系列因素将降低凋落物后期的分解速率[53-55].另外,外源氮输入也会增加植物组织中氮素含量,影响其C/N比值和化学组成,进而可能会降低凋落物的分解速率[56].凋落物作为植物地上碳库重要组成部分[54,57],其质量降低一定程度上有利于草地生态系统碳储存[56].凋落物分解对不同质量的外源碳具有不同的响应.目前以森林生态系统相关方面的研究较多.当输入外源碳的质量较高时,表现为促进凋落1136 中国环境科学 38卷物分解速率的增加,主要归因于高质量碳源的输入增加了微生物的活性[58-59].当输入外源碳的质量较低时,凋落物分解速率则表现为相反的结果.例如,Fang等[57]研究发现,添加高C/N比值凋落物处理比添加低C/N比值凋落物处理具有更低的凋落物的损失量.因此,当选择外源碳的类型时,必须要考虑其对凋落物分解的影响.1.6外源碳和氮输入对土壤有机碳含量的影响土壤有机碳含量变化对施氮响应仍存在不确定性.在先前有关草地研究中,施氮对土壤有机碳含量影响表现为增加[60],减少[61]或无影响[39].也有研究认为,氮肥输入水平在草地氮载荷的范围内时,任何施氮水平均有利于土壤有机碳含量增加[61].土壤有机碳对施氮的响应差异一般归因于土壤C/N 比值的变化[39].但也有研究认为,施氮增加土壤有机碳也可能归因于土壤有机碳质量的降低[47,60].因为过量氮素添加会促进土壤团聚体胶结或通过复合作用形成更大团聚体将有机碳包裹在内部;其次,土壤累积的氮化合物与简单的碳水化合物作用形成高分子难分解的化合物[47];同时,上述因素和添加过量的氮素又会降低土壤微生物量[47,62],进而减少分解有机质酶(多酚氧化酶)的分泌[63].土壤有机碳含量对外源碳的响应因其质量差异而不同.有研究发现,向草地生态系统添加纤维素后,增加了土壤有机碳含量的损失[64].但也有研究发现,绿肥的添加促进土壤有机碳含量的增加[65].当葡萄糖、纤维素等高质量碳源输入时,增加微生物活性,会促进土壤中有机碳分解[66-68].添加高质量碳源是否会对土壤有机碳含量产生影响,目前有两种解释机制.一种是外源碳源添加仅仅增加了微生物内部的碳周转速率,不会影响土壤有机碳含量;一种是外源碳源输入提高了微生物和酶活性,促进了土壤有机碳的矿化分解,增加了土壤有机碳的损失[69].与其生态系统相比,草地生态系统的碳大部分主要储存在土壤中,因此,外源碳类型的选择对草地土壤碳库的影响是不容忽视的.2外源碳和氮输入对土壤微生物学特征的影响土壤微生物是生态系统碳循环过程的驱动者,所以土壤微生物生物量及其组分以及土壤酶活性常被视为土壤碳循环过程对外环境变化的最敏感指标[47,70].因此,这些微生物指标对外源碳和氮输入响应必然是极为敏感.2.1外源碳和氮输入对土壤微生物生物量及组成的影响土壤微生物量对不同施氮水平以及不同施氮年限有着不同的响应.根据已有的草地生态系统氮沉降模拟试验的研究结果发现(如表1),随着施氮量的增加,土壤微生物生物量呈先增加后降低的变化趋势.特别是在较长的施肥年限的试验中研究发现,施氮年限的增加会导致微生物生物量的降低.可能归因于如下原因:(1)土壤氮源可利用性提高降低了植物光合产物向根系的分配;(2)土壤中活性氮素的累积会导致微生物对碳源需求的增加或者碳的限制;(3)土壤酸化以及过量积累的氮素引起的毒害作用也会抑制微生物生长和活性.Jian等[63]和Treseder等[47]通过荟萃分析研究的结果表明,施氮会导致土壤微生物量降低.次外,由于土壤类型的不同和土壤物理和化学性质的差异,导致土壤微生物量对外源氮素输入速率具有不同的承载临界值[15,71-72],也会影响微生物量对施氮的响应差异.不同质量的外源碳对微生物生物量影响是有差异的.外源碳源输入会改变土壤碳源质量,促进土壤微生物生物量的增加[19,42,73-74].与复杂有机碳源(植物残落物等)相比,短时间内添加简单的低分子有机碳源对促进土壤微生物生物量的增加更为明显[50,75].但Jiang等[19]对美国两个州的草地研究发现,在科罗拉多州,添加生物碳处理和添加蔗糖处理之间土壤微生物生物量没有显著的差异,但在俄克拉荷马州,添加生物碳处理土壤微生物生物量高于添加蔗糖处理.这也说明了土壤类型以及土壤有机碳质量影响着外源碳源对土壤微生物生物量的作用效应.微生物群落组分对不同的氮肥种类和施氮年限的响应也会有所差异.不同研究区域的施氮水平如表2所示.Sun等[79]对中国温带草原的研究发现,在持续施氮的第三年,与对照相比,中等施氮水平下细菌生物量、革兰氏阴性细菌生物3期贺云龙等：外源碳氮添加对草地碳循环关键过程的影响 1137量和革兰氏阳性细菌生物量、细菌和真菌比值和革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌的比值均显著的降低,而其它施氮水平这些微生物群落与对照没有显著的不同.Farrer等[78]研究了美国科罗拉多州草地微生物群落变化的结果表明,过量氮素的添加会改变微生物群落结构,并且降低真菌和细菌生物量以及真菌和细菌的比例.还有研究发现,虽然施氮处理对土壤微生物量的影响不显著,但施氮处理显著的降低了真菌和细菌生物量的比值以及革兰氏阴性细菌的生物量[80]. Zeng等[81]研究草地生态系统微生物群落对不同的氮素水平的响应则表明,当施氮量大于120gN/(m2⋅a)时,会改变细菌的微生物群落组成,并且降低细菌种类的丰富度.Carey等[82]对美国加利福尼亚州的草地研究也支持了这一观点.然而Hamer等[83]对荒废的草地和施氮肥草地研究表明,在室内培养条件下,与对照相比,添加尿素处理真菌PLFAs和革兰氏阴性细菌PLFAs相对丰度显著增加,而革兰氏阳性细菌PLFAs相对丰度显著降低.表1不同施氮水平和施氮年限下草地土壤微生物量变化趋势汇总Table 1 Effect of different N-addition levels and years on soil microbial biomass in grassland研究区域施氮水平(gN/m2) 年限(a) 微生物量变化趋势文献兰州(中国) 0、2.3、9.2 1左右增加 [14] 堪萨斯州(美国) 0、10 2降低 [76] 加利福尼亚州(美国) 0、2、4 4无影响 [72] 海北(中国) 0、1.5、7.5 7先增加后减少 [77] 多伦(中国) 0、2、4、8、16、32 10先增加后减少 [15]科罗拉多州(美国) 0、28.8 10降低 [78] 新墨西哥州(美国) 0、10 10降低 [76] 锡林郭勒(中国) 0、1.75、5.25、10.50、17.50、28.0 12 降低 [71] 纳塔尔(南非) 0、7.1、14.2 55降低 [76]表2不同施氮水平和氮肥种类下有关草地土壤微生物群落结构变化的文献汇总Table 2 Effect of different N-addition levels and types of N fertilizer on soil microbial community in grassland研究区域施氮水平(gN/m2)年限(a)氮肥的种类测定微生物群落方法文献锡林郭勒(中国) 0、5、10、20 3 NH4NO3 PL FA [79] 多伦(中国) 0、6、12、24 7 NH4NO3 16SrRNA [81]加利福尼亚州(美国) 0、4.5 6NH4NO3 16SrRNA [82]科罗拉多州(美国) 0、28.8 10尿素 PL FA [78] 加利福尼亚州(美国) 0、7 6Ca(NO3)2PLFA and PCR [80] 厄瓜多尔南部0、74、110mgN/kg土室内培养尿素 PL FA [83]外源碳输入对不同的微生物群落的影响也有所不同.有研究表明,外源碳的添加只会影响特殊的微生物群落变化[84].因为微生物群落组分对添加碳源可利用性的高低有着不同的响应[51].有研究发现,添加粪肥促进了草地土壤中细菌生长,而降低或抑制真菌生长[74].但也有研究发现,真菌对葡萄糖的利用能力强于细菌[85].Reischke 等[86]研究真菌和细菌对不同葡萄糖水平的响应发现,葡萄糖添加量4mg/g是影响真菌和细菌生长速率变化的阀值,当添加葡萄糖量超过这一数值时,真菌生长速率明显高于细菌生长速率. 2.2外源碳和氮输入土壤酶活性的影响大部分的土壤酶产生于微生物从土壤有机质和凋落物中获取养分的过程[87],所以土壤酶活性变化直接的代表了微生物对养分需求的信号[88].例如:β-葡萄糖苷酶和β-N-乙酰氨基葡萄1138 中国环境科学 38卷糖苷酶分别代表碳获得酶和氮获得酶[63].本文主要从与碳循环过程变化和微生物能量获得的角度,总结了以水解酶(β-葡萄糖苷酶和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶)和氧化还原酶(多酚氧化酶)为主要代表的土壤酶对外源碳和氮添加的响应.不同土壤酶活性对外源氮输入有着不同的响应.Alster等[72]模拟了氮沉降对加利福尼亚南部草地土壤酶活性的影响表明,在施氮量为20kg/ha和40kg/ha条件下,β-1-4-N乙酰葡糖胺糖甘酶和多酚氧化酶活性显著增加,尤其是多酚氧化酶活性提高了52%,而β-葡萄糖苷酶活性没有显著变化.Jian等[63]对已发表的模拟氮沉降对土壤酶活性影响的研究结果综合分析发现,草地生态系统β-葡萄糖苷酶和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶比例对氮肥具有消极的响应,并且施氮会导致多酚氧化酶活性显著的降低.β-葡萄糖苷酶活性与土壤中易于利用碳源含量具有显著的积极线性关系[89],所以,β-葡萄糖苷酶活性降低反映了土壤微生物易于利用的碳源含量的降低,进而预示了微生物可能存在着碳源需求的限制.外源碳输入增加了土壤酶活性.有研究发现,与未添加凋落物处理相比,添加凋落物的处理β-葡萄糖苷酶和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性显著的增加[41].Gavrichkova等[90]研究地中海气候区的草原也发现,添加植物落叶处理相比除去植物落叶处理β-葡萄糖苷酶和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性显著的增加.说明了外源碳添加促进了微生物分泌更多酶以分解有机物质,进而获得更多养分.当前,有关外源碳添加对多酚氧化酶活性影响的研究较少,今后有必要在草地生态系统开展相关指标的研究.3结论我国为世界的第三大氮沉降区,氮沉降的持续增加必然影响着草地生态系统碳循环过程.碳源可利用性是影响土壤呼吸等碳循环关键过程对氮沉降响应的重要因素之一,虽然该理论假设在以往的部分研究结果中获得了支持,但目前碳源可利用性变化是否调控土壤呼吸等碳循环关键过程对氮沉降响应,该理论相关研究在我国草地生态系统报道几乎为零.同农田和森林生态系统相比,考虑到草地生态系统的特殊性,通过上述有关外源碳和氮输入对草地生态系统碳循环过程影响的总结,作者认为:(1)外源碳源类型选择最好因地制宜,可以从凋落物或者当地主要饲养牲畜的粪肥等碳源中进行选择;(2)应开展不同的外源碳源施入水平对施氮肥草地碳循环关键过程的影响研究,以选择合适碳氮配施比,进而扩大草地碳增汇;(3)同时,也要深入研究不同的外源碳源质量对草地生态系统碳循环过程调控效应. 参考文献：[1] Galloway J N, Townsend A R, Erisman J W, et al. Transformationof the nitrogen cycle: recent trends, questions, and potential solutions [J]. Science, 2008,320:889-892.[2] Harpole W S, Potts D L, Suding K N. Ecosystem responses towater and nitrogen amendment in a California grassland [J].Global Change Biology, 2007,13(11):2341-2348.[3] L eBauer D S, Treseder K K. Nitrogen limitation of net primaryproductivity in terrestrial ecosystems is globally distributed [J].Ecology, 2008,89(2):371-379.[4] L i W B, Jin C J, Guan D X, et al. The effects of simulatednitrogen deposition on plant root traits: a meta-analysis [J]. Soil Biology and Biochemistry, 2015,82:112-118.[5] Xu W H, Wan S Q. Water- and plant-mediated responses of soilrespiration to topography, fire, and nitrogen fertilization in a semiarid grassland in northern China [J]. Soil Biology and Biochemistry, 2008,40:679-687.[6] Yue K, Peng Y, Peng C H, et al. Stimulation of terrestrialecosystem carbon storage by nitrogen addition: a meta-analysis [J]. 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1前言土壤呼吸是土壤大气碳循环中的第二大通量。

土壤呼吸及其动态变化对全球变化的响应主要与全球碳储量以及气候和陆地生态系统之间的反馈有关。

土壤呼吸分为自养呼吸和异养呼吸，其中，自养呼吸为植物在正常的新陈代谢过程中通过根系生长所排放出来的部分，异养呼吸为微生物在分解土壤和凋落物有机质过程中释放出来的碳[1]。

近几十年来，有许多研究侧重于氮添加对陆地生摘要：土壤呼吸是陆地生态系统碳收支的重要组成部分。

全球变化驱动因素，如气候变暖和氮沉积，将通过对自养呼吸和异养呼吸产生影响，进而影响生态系统的土壤呼吸，改变陆地碳循环。

当下，随着人类活动的加剧，导致向陆地生态系统输入的氮含量显著增加，对土壤呼吸产生了深刻影响，但影响结果不尽相同。

将近年来氮沉降对草地土壤呼吸的影响研究进行综述；分析了氮素添加对土壤呼吸影响的不确定性，综合来看，氮沉降对草地土壤呼吸的影响结果主要有3种———促进、抑制和无影响；并对未来的研究方向进行了探讨和展望。

可为草地生态系统氮沉降研究提供一定参考。

关键词：氮；草地；土壤呼吸中图分类号：S812.2文献标识码：A 文章编号：1008-1631（2023）02-0064-04收稿日期：2022-08-31基金项目：国家自然科学基金项目（31860141，31360119）；西藏生态安全联合实验室开放基金项目（STAQ-2021Y-4）；中央引导地方项目（XZ202101YD0016C ）；西藏高原森林生态教育部重点实验室项目作者简介：盛基峰（1998-），男，河南邓州人，硕士研究生在读，研究方向为高寒草地氮沉降。

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通讯作者：叶彦辉（1980-），男，河南漯河人，副教授，博士，主要从事青藏高原氮沉降和高原经济林培育研究。

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Effects of Nitrogen Deposition on Soil Respiration of Grassland Ecosystem in China （Review ）SHENG Ji-feng 1，2，LI Yao 3，YU Mei-Jia 3，HAN Yan-ying 3，YE Yan-hui 1，4*（1.Institute of Plateau Ecology ，Tibet Agriculture and Animal Husbandry College ，Linzhi 860000，China ；2.Tibet Key Laboratory of Ecological Security of Alpine Vegetation ，Linzhi 860000，China ；3.Tibet Agricultual and Animal Husbandry College ，Linzhi 860000，China ；4.Tibet Key Laboratory of Forest Ecology of Plateau ，Ministry of Education ，Linzhi 860000，China ）Abstract ：Soil respiration is an important part of carbon budget in terrestrial ecosystems.The driving factorsof global change ，such as climate warming and nitrogen deposition ，will affect the autotrophic respiration and heterotrophic respiration ，thereby affecting the soil respiration of the ecosystem and changing the terrestrial carbon cycle.At present ，with the intensification of human activities ，nitrogen input into the terrestrial ecosys-tem has significantly increased ，which has a profound impact on soil respiration ，but the impact results are different.The effects of nitrogen deposition on grassland soil respiration in recent years are reviewed.The un-certainty of the effect of nitrogen addition on soil respiration is analyzed.To sum up ，there are three main results of nitrogen deposition on grassland soil respiration:promotion ，inhibition and no effect.And future re-search directions are discussed and prospected.This can provide a certain reference for the study of nitrogen deposition in grassland ecosystem.Key words ：Nitrogen ；Grassland ；Soil respiration盛基峰1，2，李垚3，于美佳3，韩艳英3，叶彦辉1，4*（1.西藏农牧学院高原生态研究所，西藏林芝860000；2.西藏高寒植被生态安全重点实验室，西藏林芝860000；3.西藏农牧学院，西藏林芝860000；4.西藏高原森林生态教育部重点实验室，西藏林芝860000）氮沉降对我国草地生态系统土壤呼吸的影响研究(综述)DOI ：10.12148/hbnykx.20230041河北农业科学，2023，27（2）：64-67Journal of Hebei Agricultural Sciences编辑杜晓东第2期态系统中土壤呼吸的影响，但影响结果存在争议，有正效应、负效应和没有影响3种，这些差异主要与生态系统类型、施肥水平、试验持续时间和土壤条件有关。

氮循环及其对土壤环境的影响在自然界中，氮是一种十分重要的元素。

它可以促进植物的生长，是各种生物体内不可或缺的重要成分。

为了维持生态系统中氮的平衡，就需要进行氮循环。

然而，若氮循环过程出现问题，就可能对土壤环境造成不良影响。

一、氮循环的基本过程氮循环是指土壤和植物中不同形态氮元素之间相互转化的过程。

细菌、真菌、植物和动物都参与了氮循环过程，包括氨化、硝化、固氮、脱氮等过程。

1、氨化作用：在土壤中，蛋白质和其他有机物质被细菌分解成氨。

有机氮形式通过微生物的作用被转变为无机形式。

2、硝化作用：氨很快地被氧化成硝酸盐，在土壤中形成硝酸盐之后，便可以供给植物使用。

硝化作用是由两种细菌完成的：亚硝化细菌和硝化细菌。

3、固氮作用：通过固氮作用，某些细菌和一些植物可以将氮气转化为氨，从而进入氮循环的过程中。

固氮作用就是将氮气中的双键断裂，生成两个氮原子，使它们能够被其他微生物和植物利用。

4、脱氮作用：氮元素从土壤中被移除的过程称为脱氮作用。

脱氮作用会通过不同机制而发生，包括氧化还原、反硝化和固定等等。

二、氮循环对土壤环境的影响氮循环过程是生态系统中最为关键的生物转化过程之一，同时，也会对土壤环境产生影响。

例如，过度施肥或者残留物质中氮含量过高，会导致土壤中硝酸盐、铵离子等无机氮物质的增多，这可能会对土壤生态系统的稳定性产生不良影响。

1、生物多样性受到影响。

氮营养是实际上很多植物和微生物生存所必需的，但是，氮过量的供应会对生物体系的平衡产生不良影响。

2、土壤酸化。

土壤中无机氮某些形式的积聚可能会导致土壤酸化。

酸性土壤降低了土壤中的微生物活性，从而影响了固氮的速率和其他过程对土壤质量的影响。

3、水体污染。

氮化物的大量排放可能会污染周围水源的水质中。

硝酸盐对水体生物生长有不良影响，硝酸盐等物质的积聚还会导致富营养化，使河流、湖泊等处的水体环境变得不稳定。

4、土壤侵蚀。

土壤中的过量无机氮可能会引起土壤侵蚀和表层土壤的丢失。