氮沉降与降水变化对亚热带森林土壤微生物群落的季节协同效应

《Biology and Fertility of Soils》：Season-dependent combined effects of nitrogen deposition and precipitation change on soil microbial communities and functions in a subtropical forest

　　本研究针对氮沉降(N)与降水格局变化(PC)的复合效应这一研究空白，来自亚热带森林的研究人员通过为期两年的野外控制实验发现，氮添加与干季降水减少(-67%)的交互作用显著影响干季微生物群落组成(如降低真菌/细菌比值F:B，提高革兰氏阳性/阴性菌比值G+:G-)，并揭示季节差异：干季微生物主要受能量和水分限制，湿季则对碳磷限制更敏感。该研究为预测全球变化下森林生态系统功能提供了关键微生物学证据。

　　

氮沉降与降水变化作为全球变化关键因子，其对土壤微生物群落组成及功能的单独影响已被广泛研究，但二者的复合效应却鲜有报道。研究人员在中国亚热带森林开展随机区组实验(n=4)，探究了土壤酶动力学与微生物群落对氮添加(100 kg ha^-1 yr^-1)及季节性降水格局改变(PC：干季降水减少67%并由湿季降水增加补偿)的响应。结果表明，氮添加与降水改变的交互作用在干季显著影响了革兰氏阳性菌、放线菌和真菌生物量，但对酶活性或动力学参数影响有限。降水改变条件下，干季的真菌/细菌生物量比值(F:B)降低，而革兰氏阳性/阴性菌生物量比值(G⁺:G^-)升高。氮添加提升了β-葡萄糖苷酶(BG)、几丁质酶(NAG)和酸性磷酸酶(ACP)的最大酶活性(V_max)和底物亲和力(K_m)。干季降水减少提高了BG的V_max和K_m，但降低了ACP的相应参数。总体而言，降水减少主要通过能量和水分限制影响了干季的微生物群落组成和酶动力学特性，而降水增加的影响较小。氮沉降的变化则主要影响湿季的主要微生物类群组成和酶动力学，此时微生物对碳和磷限制更为敏感。本研究揭示了不同季节资源可用性在调控亚热带森林环境变化下主要微生物类群组成中的关键作用。