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如今全球大气氮沉降增加已经非常明显,我国已成为继欧洲、美洲后的第三大氮沉降区域。青藏高原东缘大气N沉降已逐步明显。川西亚高山森林作为我国第二大林区的主体,在区域气候调节、水土保持、水源涵养和生物多样性保育等方面具有不可替代的作用和地位。土壤微生物生物量碳氮及土壤呼吸对环境因子的变化十分敏感,大气氮沉降对环境因子如温度、水分、营养元素的改变,可能影响到高山土壤微生物生物量和土壤呼吸等生物化学过程,进而影响整个生态系统的物质循环和能量流动。我国氮沉降严重的区域主要集中在华东地区和长江中下游平原地区,氮沉降促进了该地区的土壤呼吸和微生物生物量增加,但是不同的区域和生态系统研究结果可能并不一致,氮沉降对土壤微生物和土壤呼吸的影响还存在很多不确定性,特别是对受氮限制的川西亚高山森林生态系统研究较为缺乏。因此,我们提出科学问题:施氮是否会促进亚高山森林生态系统中土壤呼吸和土壤微生物生物量碳氮基于此,我们选择了川西亚高山60年生的四川红杉(Larix mastersiana)林为研究对象,通过4个水平梯度的土壤施氮控制试验(CK:0 gm-2a-1、N1:2 gm-2a-1、N2:5 gm-2a-1、N3:10 gm-2a-1),探讨模拟氮沉降可能对亚高山森林土壤呼吸及土壤微生物量碳氮的影响。通过实验发现,施氮对四川红杉林土壤pH值、土壤温度、土壤含水率、土壤全碳、土壤全氮、土壤全磷无显著影响;施氮对四川红杉林土壤可溶性碳、可溶性氮、可溶性磷、土壤铵态氮和硝态氮有显著影响;施氮对于土壤微生物生物量碳氮、土壤呼吸、异养呼吸、自养呼吸通量有显著影响。季节变化对四川红杉林土壤温度、土壤含水率、土壤全碳、土壤全氮、土壤全磷有显著影响,季节变化对四川红杉林土壤pH值、土壤可溶性碳、可溶性氮、可溶性磷和土壤铵态氮和硝态氮无显著影响;季节变化对四川红杉林土壤微生物生物量碳氮及其比值、土壤呼吸都有显著的影响。相关分析发现,土壤呼吸与微生物生物量碳氮和微生物代谢商极显著正相关,微生物量碳氮与温度呈极显著的正相关,与湿度呈极显著的负相关。通过一般线性回归拟合土壤呼吸速率与土壤10 cm温湿度的关系,发现土壤呼吸速率与土壤温度极显著的正相关,与土壤湿度极显著负相关(P<0.001),中氮水平下土壤温度敏感性系数Q10值(2.82)明显高于对照Q10值(1.97)。综上所述,施氮对土壤微生物生物量碳氮和土壤呼吸各指标都有及其显著的影响,施氮能促进土壤全呼吸、自养呼吸、异养呼吸通量和土壤微生物生物量碳氮的增长,施氮使土壤呼吸通量提高了11-15%,土壤微生物量碳提高了5-9%,土壤微生物量氮提高了23-34%。在三种施氮梯度下,中氮水平(5 g m-2 a-1)对土壤呼吸的促进最显著。未来大气氮沉降将可能促进土壤呼吸和碳氮循环及土壤碳的排放。