全球气温上升、氮沉降加剧已成为不争的事实,增温和氮沉降会使土壤可溶性有机质(DOM)、土壤微生物发生变化,但这种变化及其关系目前尚不明确。为了探究增温及氮沉降对亚热带杉木幼林土壤DOM的数量、化学结构与微生物群落结构的影响及其关系。课题组于2014年在福建三明陈大,设置2 m×2 m的小样方,包括对照(CT,不增温且不施氮)、低氮(LN,40 kg·N·hm-1a-1)、高氮(HN,80 kg·N·hm-1a-1)、增温(W,+5°C)、增温+低氮(WLN,+5°C+40 kg·N·hm-1a-1)、增温+高氮(WHN,+5°C+80kg·N·hm-1a-1)六种处理,每个处理5个重复,共30个样方。于2018年4月进行取样,每个样方取0-10 cm、10-20 cm两个土层的土壤,分析处理对土壤DOM的数量和化学结构及微生物群落结构的影响。研究结果发现,在0-10 cm土层中,与CT的土壤可溶性有机碳(DOC)浓度(8.83mg·kg-1)相比,各处理的土壤DOC浓度都呈下降趋势,其中LN、WLN和WHN分别显著降低了33.4%、37%和31.3%。而在10-20 cm土层中,与CT的土壤DOC浓度(3.60 mg·kg-1)相比,各处理的DOC浓度呈上升趋势,其中WHN显著增加49.4%。在0-10 cm土层中,与CT的土壤可溶性有机氮(DON)浓度(0.26 mg·kg-1)相比,施氮处理的DON浓度有降低趋势,W显著增加了61.5%。在10-20 cm土层中,与CT的土壤DON浓度(0.17 mg·kg-1)相比,各处理的土壤DON浓度都呈增加的趋势,其中W使DON浓度显著增加了100%。增温、施氮及增温+施氮处理对DOM化学结构的影响表现为:与CT相比,在0-20 cm土层中,各处理后的AI指数、HIXsyn值都呈上升趋势,E2/E3都呈降低趋势(除10-20 cm土层中W呈上升趋势),表明各处理后土壤DOM的芳香化和腐殖化程度提高,分子量加大,土壤DOM的结构趋于复杂。三维荧光光谱中,表征芳香族物质的荧光峰A和表征蛋白质的荧光峰B在各处理后也都有增强趋势,表明各处理可能使微生物代谢增强,FI指数也表明各处理后0-20 cm土层的DOM中源于微生物的比重有增加趋势,且三维荧光光谱和平行因子分析得出,芳香族化合物为本试验区土壤DOM中最主要的组分。红外光谱也显示各处理后0-10 cm土层的DOM中源于微生物的脂肪族物质增加。因此光谱技术的联用能较好地反映增温、施氮及增温+施氮处理会使DOM中源于微生物的组分增加,使DOM的化学结构更复杂。在0-10 cm土层中,与CT相比,施氮处理使微生物群落结构发生变化,并且不同的施氮量对微生物群落结构变化有不同的影响,LN中各种微生物群落(除ACT)PLFAs的含量都有增加的趋势,而HN中各种微生物群落PLFAs的含量都有减少趋势;增温使各种微生物群落(除GP)PLFAs的含量都有减少趋势,增温+施氮双因子处理对微生物群落结构变化产生的影响,会受增温和施氮处理的共同影响,Cy:Pre比值表征WLN的养分胁迫最严重,并且增温及增温+施氮处理中Iso:Ant比值显著增加,表明在本试验区中增温5°C会使微生物产生显著的环境胁迫。因此气候变暖对亚热带森林土壤微生物的影响需要引起高度重视。在10-20 cm土层中,与CT相比,LN使各微生物群落PLFAs的含量都有降低。增温及增温+施氮处理的响应一致,表现为各微生物群落PLFAs的含量都显著降低(除了WLN的GP和ACT降低不显著),表明增温、增温+施氮作用会显著抑制亚热带森林土壤的微生物丰度。冗余分析表明,DOM的化学结构、数量等土壤环境因子能够较好地解释土壤微生物群落结构在增温、氮沉降条件下的变异情况,并且解释度高于p H、C/N等传统解释度高的土壤环境因子。土壤环境因子对微生物群落结构的影响具体表现为,在0-10 cm土层中,AI值与第一轴呈显著相关,解释了土壤中微生物群落结构25.6%的变异,表明AI是影响0-10 cm土层中微生物群落结构的最主要因素。10-20cm土层中,E2/E3与第一轴呈显著相关,并解释了土壤中微生物群落结构17.0%的变异,表明E2/E3是影响10-20 cm土层中微生物群落结构的最主要因素。AI和E2/E3值都可表征大分子芳香类物质的变化。在增温、施氮及增温+施氮处理下,芳香类物质增加可能会使各微生物群落PLFAs的含量降低。因此,在增温、施氮等气候变化的条件下,土壤DOM的数量、化学结构和土壤微生物群落结构都会发生改变,且土壤DOM中芳香类物质变化对微生物群落结构变化的影响最大。