氮添加對內蒙古溫帶典型草原土壤的酸化效應及水分的影響

摘要：氮(N)沉降增加帶來的土壤酸化問題已經得到廣泛的關注,然而土壤酸化是否受到未來降水格局改變的影響研究相對匱乏.本研究基于內蒙古溫帶典型草原5年(2013—2017年)的N添加(10和40 g N·m^-2·a^-1)和增雨(增雨量80 mm,分2 mm×40次、5 mm×16次、10 mm×8次、20 mm×4次、40 mm×2次5種處理)控制試驗分析了水分對N添加后土壤酸化的影響.結果表明:40 g N·m^-2·a^-1 N添加在土壤酸化出現的時間、酸化程度以及酸化隨時間的變化速率上均大于10 g N·m^-2·a~(-1)N添加.40 g N·m^-2·a^-1 N添加一年后即在各層土壤中觀測到了顯著的土壤pH降低,而10 g N·m^-2·a^-1 N添加只有土壤表層(0~5 cm)在N添加一年后出現顯著的土壤pH降低,5~10和10~20 cm土層顯著的土壤pH降低分別出現在氮添加4年和5年后.氮添加后土壤pH的降低幅度隨氮添加年限的延長而增加,40 g N·m^-2·a~(-1)N添加土壤pH隨時間的降低速率大于10 g N·m^-2·a^-1N添加.增雨不改變氮添加后土壤pH降低的結果,但中小強度增雨方式(2~20 mm)在干旱年份有緩解10 g N·m^-2·a^-1 N添加處理土壤酸化的趨勢,而所有增雨方式在濕潤年份均有加劇氮添加(10和40 g N·m^-2·a^-1)后土壤酸化的趨勢,尤其是表層土壤,但緩解和加劇的程度均不顯著.高強度增雨方式后(10~40 mm)土壤無機氮的淋溶可能是增雨加劇氮添加后土壤酸化的一個重要原因.本研究將為預測草原生態系統對未來氮沉降和降水格局改變的響應提供科學依據.