模拟干旱增温对高寒草原土壤理化性质及酶活的影响

　　 摘要:

气候变化被认为通过直接和间接的途径对土壤环境施加压力，并最终对土壤微生物施加压力。本研究通过不同梯度控水、加热处理模拟干旱和增温，分析不同处理下土壤理化性质和微生物酶活的变化，旨在揭示气候变化对土壤环境和微生物的影响。研究结果发现：（1）控水处理降低了pH、有机碳（SOC）、溶解性有机碳（DOC）、总氮（STN）、铵态氮（AN）、硝态氮（NN）、总磷（STP）、有效磷（SAP），且同一土层不同处理之间有显著性差异（p＜0.05）的主要是pH、AN、NN、SAP。增温处理在不同土层差异显著（p＜0.05），在指标含量最高的0—30 cm土层中，增温处理提高了pH、STN、NN，降低了SOC、DOC、AN、STP、SAP。但是在同一土层中，不同的处理差异显著（p<0.05）的只有DOC。（2）大部分控水处理降低了微生物熵。随着控水梯度增加，β-葡萄糖苷酶（BG）活性降低，α-葡萄糖苷酶（AG）活性和S-ALP_碱性磷酸酶（ALP）活性呈先降低后增加，而氨基葡萄糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）和SUE（S-UE_脲酶）活性在不同土层变化各异，在0—10 cm土层中均呈增加趋势。增温处理提高了微生物熵最高的0—30 cm土层中的qMBC、qMBP。整体上除了个别组外，增温处理降低了AG和BG酶活性，增温处理促进了0—30 cm和60—90 cm土层中的LAP酶活，而抑制了30—60 cm和90—120 cm土层中LAP酶活，增温处理仅降低了SUE在60—90 cm土层的酶活，在其他土层均表现出促进SUE酶活；增温处理仅降低了90—120 cm土层中ALP酶活性，而对其他土层中ALP酶活均表现出促进作用。（3）将土壤理化性质和酶活综合评价为土壤质量发现，控水处理降低了土壤质量指数（SQI），控水40%组SQI减小最少，控水100%SQI降低最多。增温处理后，各土层中，临近加热组的上一土层土壤质量最高。本研究还借助相关性分析和冗余分析探讨了土壤温湿变化对土壤理化性质和微生物的影响以及微生物对土壤环境变化的响应，为今后深入开展土壤应对气候变化的响应机制研究奠定了基础。