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帽兒山地區(qū)不同土地利用方式下土壤-微生物-礦化碳氮化學計量特征

2017-06-27 00:39周正虎王傳寬
生態(tài)學報 2017年7期
關鍵詞:氮礦化紅松林碳氮比

周正虎, 王傳寬

東北林業(yè)大學生態(tài)研究中心, 哈爾濱 150040

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帽兒山地區(qū)不同土地利用方式下土壤-微生物-礦化碳氮化學計量特征

周正虎, 王傳寬*

東北林業(yè)大學生態(tài)研究中心, 哈爾濱 150040

土地利用方式的變化導致土壤碳氮含量及其化學計量關系的變化,然而土壤微生物化學計量及其驅動的碳氮礦化過程如何響應這種變化仍不明確。以帽兒山地區(qū)天然落葉闊葉林、人工紅松林、草地和農田4種不同土地利用類型為對象,測定其土壤有機碳(Csoil)、全氮(Nsoil)、微生物生物量碳和氮(Cmic和Nmic)、土壤碳和氮礦化速率(Cmin和Nmin),旨在比較不同土地利用方式對土壤、微生物碳氮化學計量特征及礦化速率的影響,探索土壤-微生物-礦化之間碳氮化學計量特征的相關性,揭示微生物對土壤碳氮化學計量變化的響應和調控機制。結果顯示:Csoil、Nsoil、Cmic、Nmic和Cmin均呈現天然落葉闊葉林人工紅松林草地農田,而天然落葉闊葉林和草地的Nmin顯著高于人工紅松林和農田。土地利用方式顯著影響土壤和微生物碳氮比(C∶Nsoil和C∶Nmic),均呈現農田最高。不同土地利用方式的數據綜合分析發(fā)現:碳氮礦化速率比與C∶Nmic呈負相關,而和微生物與土壤碳氮化學計量不平衡性(C∶Nimb)顯著正相關。單位微生物生物量的碳礦化速率(qCO2)隨著C∶Nmic的增加而降低,而單位微生物生物量的氮礦化速率(qAN)隨著C∶Nmic的增加而增加。C∶Nimb與qCO2正相關,與qAN負相關。以上結果表明,微生物會通過改變自身碳氮化學計量、調整碳氮之間相對礦化速率,以適應土地利用變化導致的土壤碳氮及其化學計量的變異性,以滿足自身生長和代謝的碳氮需求平衡。

化學計量;碳礦化;氮礦化;土壤微生物;土地利用變化

土壤微生物作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主要分解者,在獲取資源構建自身生物量的同時,驅動著生態(tài)系統(tǒng)物質和能量的流通,調控著碳和養(yǎng)分在土壤-植物-大氣連續(xù)體之間的循環(huán), 進而影響生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能[1]。因此,認識土壤微生物對碳氮循環(huán)的調控機制是生物地球化學循環(huán)研究的重要內容[2- 3]。生態(tài)化學計量學是研究生物系統(tǒng)能量平衡和多重化學元素(主要是碳、氮、磷)平衡的科學,結合了生物學、化學、物理學等基本原理, 可以跨越生物科學不同層次探索不同生態(tài)系統(tǒng)組分之間的聯系與內在機理[4],因而被廣泛應用到微生物驅動的生態(tài)過程研究中[5]。大量研究表明,土壤微生物生物量碳氮磷化學計量具有環(huán)境可塑性,會隨著氣候、生物區(qū)系、土壤碳氮比、土壤pH等而改變[6- 9]。土地利用不但改變了生態(tài)系統(tǒng)及土壤環(huán)境條件,而且改變了土壤碳氮磷含量及其化學計量特征[10]。由于微生物分解低碳和養(yǎng)分比的底物的速度較快[11],養(yǎng)分釋放速度也較快[12- 14],因而底物碳氮磷化學計量特征會顯著影響土壤有機質的礦化速率。另外,單位微生物生物量碳的呼吸速率也會隨著底物碳和養(yǎng)分比的增加而增加[15-16]。Hartman和Richardson[17]整合全球數據研究表明,單位微生物生物量碳的呼吸速率與土壤有效磷含量密切相關。最近Buchkowski等[5]提出,土壤微生物的化學計量特征可能同樣會對生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)產生重要影響,但目前還缺乏實驗驗證。

本研究以帽兒山地區(qū)天然落葉闊葉林、人工紅松林、草地和農田4種不同土地利用類型為對象,通過測定其表層土壤(0—5 cm)有機碳、全氮,微生物生物量碳氮和土壤碳氮礦化速率,比較分析土地利用方式對土壤、微生物碳氮化學計量特征及碳氮礦化速率的影響,探索土壤-微生物-礦化之間碳氮化學計量特征的相關性,以揭示微生物對土壤碳氮化學計量變化的響應和調控機制。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)自然概況

研究地設在帽兒山森林生態(tài)站(45°20′N, 127°30′E)。平均海拔400 m,平均坡度10°—15°,地帶性土壤為暗棕色森林土。氣候屬大陸性季風氣候,夏季溫暖濕潤,冬季寒冷干燥,平均年降水量約629 mm,約50%的降水集中在6月到8月,平均年蒸發(fā)量約864 mm,年均氣溫3.1 ℃,1月份平均氣溫-18.5 ℃,7月份平均氣溫22.0 ℃。無霜期約為120—140 d。該地區(qū)植被屬于長白植被區(qū)系?,F有植被是原地帶性植被——闊葉紅松林屢遭人為干擾后經過次生演替而形成的天然落葉闊葉林相,代表著東北東部山區(qū)天然次生林和人工林典型生態(tài)系統(tǒng)類型[18]。

本研究選取了帽兒山生態(tài)站相鄰地段4種不同土地利用方式,即:天然落葉闊葉林、人工紅松林、草地和農田。其中,天然落葉闊葉林為該地區(qū)典型硬闊葉林,主要樹種組成為黃菠蘿(PhellodendronamurenseRupr.)、胡桃楸(JuglansmandshuricaMaxim.)、水曲柳(FraxinusmandshuricaRupr.)、五角槭(AcermonoMaxim.)等;人工紅松林以人工栽植的紅松(PinuskoraiensisSieb. Et Zucc.)為優(yōu)勢,伴有天然更新的水曲柳和白樺(BetulaplatyphyllaSuk.);兩個林分的林齡均為47—58 a,詳細信息見Zhang和Wang[19]。鄰近的天然落葉闊葉林于30a前被皆伐后,一部分采伐跡地因定期除灌割草,成為草地;另一部分采伐跡地被開墾成農田,主要栽種玉米、蔬菜等,從未施用化肥與農藥。

1.2 樣品采集與分析

因為土壤微生物生物量及其礦化作用主要集中在表層土壤,且對表層土壤環(huán)境變化更為敏感[8- 9],因此本研究的土樣采樣來自表土(0—5 cm)。2015年7月,在每個土地利用方式下隨機采取12個表層土樣,放入冷藏箱,及時運回實驗室。土壤樣品先過2 mm篩,一部分樣品風干后粉碎,用以測定土壤有機碳(Csoil)和全氮(Nsoil)含量;另一部分樣品保存在4 ℃下,用以土壤微生物生物量碳氮和碳氮礦化分析,并稱取適量鮮土測定土壤含水率。

稱取65 ℃烘干粉碎土樣約0.100 g,采用multi N/C 3000 分析儀和HT 1500 Solids Module分析儀(Analytik Jena AG, Germany)燃燒法測定土壤全碳含量。另稱取烘干的粉碎土樣約0.200 g,加入5 mL濃硫酸,3 mL過氧化氫在420 ℃消煮90 min(消煮完全至白色),待冷卻后定容至100 mL,靜置12 h后吸取上清液,利用連續(xù)流動分析儀(BRAN+LUEBBE-AA3, Germany)測定全氮含量。

土壤微生物生物量采用氯仿熏蒸-K2SO4(0.5 mol/L,土液比為1∶2.5)浸提法測定,采用multi N/C 3000分析儀測定浸提液中碳氮濃度,轉換系數K為0.45[20]。土壤碳氮礦化根據Raiesi[21]和Elliott[22],將土壤含水量調節(jié)到70%田間持水量,25 ℃條件下培養(yǎng)21 d,分別在第1、3、5、7、10、14、21天測定土壤微生物釋放的CO2量。碳礦化速率(Cmin,μg CO2-C g-1d-1)為單位質量土壤一天內釋放CO2的速率。氮礦化速率(Nmin,μg AN-N g-1d-1)為培養(yǎng)前后土壤中有效氮(AN-N,包括銨態(tài)氮和硝態(tài)氮)的變化除以培養(yǎng)天數。

1.3 數據分析

根據Anderson和Domsch[23],將碳氮礦化速率分別標準化為單位微生物生物量碳礦化速率(碳礦化速率除以微生物生物量碳,qCO2,mg CO2-C g-1Cmicd-1)和單位微生物生物量氮礦化速率(氮礦化速率除以微生物生物量氮,qAN,mg AN-N g-1Nmicd-1)。土壤微生物與土壤碳氮化學計量不平衡性(Stoichiometric imbalances between microbes and their soil resources)為土壤碳氮比(C∶Nsoil)與土壤微生物生物量碳氮比(C∶Nmic)的比值(C∶Nimb)[2]。

采用SPSS 19.0軟件進行數據處理與分析。采用單因素方差分析法(one-way ANOVA)和Duncan法比較不同土地利用方式間的差異。采用Pearson相關系數評價不同指標間的相關性。采用回歸分析法建立土壤-微生物-礦化碳氮之間關系的模型。

2 結果

2.1 不同土地利用方式下土壤碳氮化學計量特征

土地利用變化顯著改變表層Csoil(F3,44=38.77,P<0.001)和Nsoil(F3,44=33.52,P<0.001)(圖1)。天然落葉闊葉林Csoil和Nsoil最高,分別是人工紅松林、草地、農田的1.6、2.2、2.3和1.7、2.2、2.9倍。Csoil和Nsoil之間存在極顯著的相關性(相關系數為0.93,表1)。不同土地利用方式下C∶Nsoil也存在顯著性差異(F3,44=4.27,P=0.010)。然而,與Csoil和Nsoil不同,天然落葉闊葉林的C∶Nsoil最低(18.2),農田的C∶Nsoil最高(22.9)。C∶Nsoil的變異性小于Csoil或Nsoil的變異性(圖1)。

2.2 不同土地利用方式下土壤微生物生物量碳氮化學計量特征

Cmic和Nmic隨著土地利用方式而變化(圖2),大小依次為:天然落葉闊葉林人工紅松林草地農田。盡管Cmic和Nmic之間相關性高達0.97(表1),但不同土地利用方式下C∶Nmic依然存在顯著性差異(F3,44=4.27,P=0.010),大小順序與C∶Nsoil相同,即農田最高(10.2),分別是天然落葉闊葉林、人工紅松林和草地的2.3、2.4、1.9倍。進一步回歸分析顯示,C∶Nmic與C∶Nsoil之間存在極顯著的正相關(R2=0.21,P=0.001,圖3)。Cmic、Nmic、Csoil、Nsoil之間均顯著正相關,其中Cmic與Nsoil的相關系數(0.70)大于與Csoil的相關系數(0.65),而Nmic與Csoil的相關系數(0.64)大于與Nsoil的相關系數(0.57)(表1)。

圖1 不同土地利用方式下土壤碳氮含量及其碳氮比Fig.1 Soil carbon and nitrogen contents and carbon to nitrogen ratio under different land uses誤差線為標準誤(n=12);誤差線上的不同字母表示不同土地利用間顯著性差異分組(α=0.05); Csoil、Nsoil和C∶Nsoil分別表示土壤碳含量、氮含量和碳氮比

參數ParameterCsoilNsoilCmicNmicCminNsoil0.93??Cmic0.65??0.70??Nmic0.57??0.64??0.97??Cmin0.86??0.77??0.65??0.63??Nmin0.49??0.54??0.37??0.31?0.53??

* 在 0.05 水平上顯著相關,** 在 0.01 水平上顯著相關;Csoil、Nsoil、Cmic、Nmic、Cmin和Nmin分別表示土壤碳、土壤氮、土壤微生物生物量碳、土壤微生物生物量氮、土壤碳礦化速率和土壤氮礦化速率

圖2 不同土地利用方式下土壤微生物生物量碳氮含量及其碳氮比Fig.2 Carbon and nitrogen contents and carbon to nitrogen ratio of soil microbial biomass under different land uses誤差線為標準誤(n=12);誤差線上的不同字母表示不同土地利用間顯著性差異分組(α=0.05);Cmic、Nmic和C∶Nmic分別表示土壤微生物生物量碳含量、氮含量和碳氮比

圖3 土壤微生物生物量碳氮比與土壤碳氮比的關系 Fig.3 The relationship of carbon to nitrogen ratios between soil microbial biomass and soilC∶Nmic和C∶Nsoil分別表示土壤微生物生物量碳氮比分別表示土壤碳氮比

2.3 不同土地利用方式下土壤礦化碳氮化學計量特征

土地利用變化顯著改變表層土壤碳礦化速率(Cmin,F3,44=49.60,P<0.001)、氮礦化速率(Nmin,F3,44=30.47,P<0.001)及其比值(C∶Nmin,F3,44=18.53,P<0.001)(圖4)。其中,Cmin與土壤碳氮含量顯著正相關(P<0.01,表1),在不同土地利用方式間呈現天然落葉闊葉林(121.3 μg CO2-C g-1d-1)人工紅松林(73.4 μg CO2-C g-1d-1)草地(54.3 μg CO2-C g-1d-1)農田(25.1 μg CO2-C g-1d-1)。然而,草地具有最高的Nmin(3.6 μg AN-N g-1d-1),天然落葉闊葉林(3.4 μg AN-N g-1d-1)與草地相當,兩者均顯著高于人工紅松林(1.7 μg AN-N g-1d-1)和農田(1.2 μg AN-N g-1d-1)。不同土地利用方式下C∶Nmin具有顯著性差異(F3,44=18.53,P<0.001),天然落葉闊葉林(38.1)和人工紅松林(43.9)顯著高于草地(15.8)和農田(23.4)。土壤碳-土壤微生物生物量碳-碳礦化速率之間均存在顯著的正相關關系,相關系數波動在0.65—0.86(P<0.01)之間;同樣,土壤氮-土壤微生物生物量氮-氮礦化速率之間也存在顯著的正相關關系,相關系數波動在0.37—0.64(P<0.01)之間(表1)。土壤碳氮礦化速率之間也呈顯著正相關(相關系數為0.53,P<0.01,表1)。

圖4 不同土地利用方式下土壤碳、氮礦化速率及其比值Fig.4 Mineralization rates of soil carbon and nitrogen and mineralized carbon to nitrogen ratio under different land uses誤差線為標準誤(n=12);誤差線上的不同字母表示不同土地利用間顯著性差異分組(α=0.05);Cmin、Nmin和C∶Nmin分別表示碳礦化速率、氮礦化速率及其比值

2.4 土壤-微生物-礦化之間碳氮化學計量特征的相關性

單位微生物生物量碳氮礦化速率受土壤和微生物生物量碳氮比影響(圖5)。C∶Nsoil與單位微生物生物量碳礦化速率(qCO2)無顯著相關性(圖5a),而單位微生物生物量氮礦化速率(qAN)隨著C∶Nsoil線性增加(圖5b)。qCO2隨著C∶Nmic的增加而降低,而qAN隨著C∶Nmic的增加而增加(圖 5d、5e)。C∶Nsoil與C∶Nmic的比值與qCO2正相關,與qAN負相關(圖5g、e)。C∶Nmin與C∶Nsoil無顯著相關性(圖5c),而C∶Nmin與C∶Nmic負相關,與C∶Nsoil和微土壤微生物與土壤碳氮化學計量不平衡性(C∶Nimb)正相關(圖 5f、i)。

圖5 單位微生物生物量碳礦化速率、單位微生物生物量碳礦化速率和碳氮礦化比與土壤和微生物碳氮比的關系Fig.5 Relationships between carbon mineralization rate per unit microbial biomass carbon (qCO2), nitrogen mineralization rate per unit microbial biomass nitrogen (qAN), or mineralized carbon to nitrogen ratio (C∶Nmic) and soil carbon to nitrogen ratio (C∶Nsoil), microbial biomass carbon to nitrogen ratio, or stoichiometric imbalances (C∶Nimb)C∶Nsoil、C∶Nmic、 C∶Nimb、qCO2、qAN和C∶Nmin分別表示土壤碳氮比、土壤微生物生物量碳氮比、土壤微生物與土壤碳氮化學計量不平衡性、單位微生物生物量碳礦化速率、單位微生物生物量氮礦化速率和土壤碳氮礦化速率比

3 討論與結論

3.1 不同土地利用方式對土壤、微生物碳氮化學計量特征以及碳氮礦化速率的影響

當天然落葉闊葉林轉變?yōu)槿斯ぜt松林、草地和農田時,土壤碳氮含量顯著減小,這與以往研究相同[24]。本研究中天然落葉闊葉林與人工紅松林雖然林齡相近,但長期監(jiān)測結果顯示后者年凋落物總量(4.0 t/hm2)高于前者(3.7 t/hm2)[25],然而前者表層土壤碳氮含量卻分別是后者的1.6倍和1.7倍。這是由于針葉較難分解,因而人工紅松林地表枯落物碳儲量(4.1 t C/hm2)遠高于天然落葉闊葉林地表枯落物碳儲量(2.6 t C/hm2)[19],從而導致人工紅松林土壤碳氮的輸入比天然落葉闊葉林少、碳氮含量較低。Tian等[26]指出有機質含量高的土壤具有高的C∶Nsoil,然而本研究卻發(fā)現農田C∶Nsoil顯著高于其它3種土地利用類型。另外,Yang等[27]整合分析也發(fā)現,不同森林演替系列C∶Nsoil并沒有統(tǒng)一規(guī)律。可見,C∶Nsoil對土地利用和外界環(huán)境的響應還沒有一致的結論。

由于土壤微生物生物量與土壤碳氮呈顯著正相關關系,因此土地利用方式對土壤碳氮的影響必然導致以其為“食物”的土壤微生物生物量的變化,從而使不同土地利用方式下Cmic和Nmic均呈現天然闊葉落葉林人工紅松林草地農田。而不同土地利用方式下C∶Nmic與C∶Nsoil的變化趨勢相同,農田C∶Nmic大約是其它3種土地利用類型的2倍。以往研究認為,C∶Nmic隨著土壤條件以及環(huán)境因子變異性很小[28],而且更關注于土壤微生物生物量氮磷比的環(huán)境可塑性和生態(tài)指示作用[9]。進一步回歸分析發(fā)現,C∶Nmic隨著C∶Nsoil的增加而增加,這與Fanin等[29]和Li等[8]研究相符。這種趨勢可能是由于在低C∶Nsoil條件下,一般生長和周轉迅速的r-對策微生物占主導,常具有較低的C∶Nmic;反之,在高C∶Nsoil條件下,生長和周轉速度較慢的k-對策微生物占主導,一般具有較高的C∶Nmic[30- 31]。最近施肥實驗也表明,氮添加會顯著降低C∶Nmic[32]。

土地利用變化顯著影響土壤碳氮礦化速率及其比值。本研究顯示,Cmin隨Csoil和Cmic的增加而顯著增加,因此不同土地利用方式下Cmin與Csoil和Cmic一樣均呈現天然闊葉落葉林人工林紅松林草地農田。然而,草地具有最大的Nmin,這可能與草本植物凋落物較樹木(尤其是紅松)更易被微生物分解,且本地區(qū)草本植物葉片氮含量也顯著高于樹木[33]有關。

3.2 土壤-微生物-礦化之間碳氮化學計量特征的相關性

不同土地利用方式下表層土壤Csoil、Nsoil、Cmic、Nmic、Cmin和Nmin及其化學計量比均具有顯著差異(表1和圖3,圖5),然而土壤-微生物-礦化之間碳氮化學計量特征的相關性還不明確。消費者驅動的養(yǎng)分循環(huán)理論(consumer-driven nutrient recycling)[34]指出,資源和消費者化學計量特征以及消費者的元素利用效率之間的平衡直接影響到生態(tài)系統(tǒng)碳和養(yǎng)分的流通,微生物會保留限制性元素,排出多余的元素。qCO2一定程度上反映土壤微生物的維持生長所需能量和碳素利用效率;qCO2越大,表明微生物碳素利用效率越低,大量吸收的碳素通過呼吸釋放而不是通過生物量增加而累積[35]。因此,微生物驅動的碳氮礦化受到底物碳氮比的影響,即單位微生物生物量碳礦化速率(qCO2)與C∶Nsoil之間存在顯著的正相關關系[15-16]。本研究并沒有發(fā)現這種相關性;相反,研究發(fā)現單位微生物生物量氮礦化速率(qAN)隨著C∶Nsoil線性增加。Spohn等[15]整合凋落物分解實驗時指出,qCO2會隨著凋落物碳氮比的增加而顯著增加;但Spohn 和Chodak[16]隨后在研究3種溫帶森林C∶Nsoil與qCO2時發(fā)現這種關系并不統(tǒng)一。這說明只考慮碳氮礦化速率不能全面的理解微生物對C∶Nsoil變異性的適應對策。

本研究發(fā)現,C∶Nmic隨著C∶Nsoil的增加而增加,qCO2隨著C∶Nmic的增加而降低,qAN隨著C∶Nmic的增加而增加,C∶Nmin與C∶Nmic顯著負相關。Li等[8]分析我國亞熱帶地區(qū)1069個土壤數據時也發(fā)現C∶Nmic隨著C∶Nsoil的增加而顯著增加,土壤微生物與土壤碳氮比的正相關關系減小了由于土壤碳氮比的增加而造成的土壤碳氮化學計量不平衡性(C∶Nimb)[2],表明C∶Nmic隨著C∶Nsoil的改變是微生物適應C∶Nsoil變異性的一個重要機制[2,36]。而C∶Nmic與qCO2和qAN的相關性進一步指出C∶Nmic的微小變化可能會對生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)產生重要影響[37]。本研究結果還顯示,C∶Nimb與qCO2正相關,與qAN負相關,與C∶Nmin顯著正相關(圖5),說明土壤與土壤微生物間碳氮元素的差異性對碳氮礦化速率具有顯著影響??傊?微生物會通過改變自身碳氮化學計量、調整碳氮之間相對礦化速率,以適應土地利用變化導致的土壤碳氮及其化學計量的變異性,滿足自身生長和代謝的碳氮需求平衡。因此,綜合考慮土壤-微生物-礦化之間碳氮化學計量特征的耦合關系,可以更好地理解生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)過程。

致謝:帽兒山森林生態(tài)站提供野外基礎支持。

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Soil-microbe-mineralization carbon and nitrogen stoichiometry under different land-uses in the Maoershan region

ZHOU Zhenghu, WANG Chuankuan*

CenterforEcologicalResearch,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China

Different land-|uses lead to significant changes in soil carbon and nitrogen concentrations and their stoichiometry. However, how soil microbial stoichiometry and associated mineralization of soil carbon and nitrogen respond to such changes caused by land-uses is not conclusive. The present study investigated the soil organic carbon (Csoil), total nitrogen (Nsoil), soil microbial biomass carbon and nitrogen (Cmicand Nmic), and carbon and nitrogen mineralization rates (Cminand Nmin) of the topsoil (0—5 cm depth) under four land-uses (natural broad-leaved deciduous forest,Pinuskoraiensisplantation, grassland, and cropland) in the Maoershan Forest Ecosystem Research Station, Northeast China (45°20′N, 127°30′E). Our objectives were to (1) examine the effects of land-uses on Csoil, Nsoil, Cmic, Nmic, Cmin, Nmin, and their stoichiometric ratios; and (2) explore the carbon-nitrogen interactions among soil-microbe-mineralization in order to mechanistically understand microbial responses and adaptation to resource stoichiometry. The results showed that the contents of Csoil, Nsoil, Cmic, Nmic, and Cmindecreased in the following order: natural forestplantationgrasslandcropland; whereas the natural forest and grassland had significantly higher Nminthan the plantation and cropland. Land-uses significantly affected soil and microbial biomass carbon to nitrogen ratios (C∶Nsoiland C∶Nmic). The cropland had the greatest C∶Nsoiland C∶Nmicamong the four land-|uses. The analysis of the pooled data across the four land-|uses showed that the ratio of carbon to nitrogen mineralization rates was correlated negatively with C∶Nmic, but positively with the stoichiometric imbalance between microbes and their soil resources (i.e., C∶Nsoildivided by C∶Nmic, C∶Nimb). The carbon mineralization rate per unit microbial biomass carbon (qCO2) decreased with increasing C∶Nmic, whereas the nitrogen mineralization rate per unit microbial biomass nitrogen (qAN) increased with increasing C∶Nmic. The C∶Nimbwas correlated positively with theqCO2, but negatively with theqAN. Our study suggests that soil microbes may adapt to changes in soil stoichiometry induced by land-uses for the requirements of carbon and nitrogen for their growth and metabolism by adjusting their biomass stoichiometry and carbon to nitrogen mineralization rates.

stoichiometry; carbon mineralization; nitrogen mineralization; soil microbe; land use change

10.5846/stxb201512242569

教育部長江學者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃(IRT_15R09);國家“十二五”科技支撐項目(2011BAD37B01); 中央高?;究蒲袠I(yè)務費專項資金資助項目(2572016AA08)

2015- 12- 24; 網絡出版日期:2016- 08- 30

周正虎, 王傳寬.帽兒山地區(qū)不同土地利用方式下土壤-微生物-礦化碳氮化學計量特征.生態(tài)學報,2017,37(7):2428- 2436.

Zhou Z H, Wang C K.Soil-microbe-mineralization carbon and nitrogen stoichiometry under different land-uses in the Maoershan region.Acta Ecologica Sinica,2017,37(7):2428- 2436.

*通訊作者Corresponding author.E-mail: wangck-cf@nefu.edu.cn

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