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土壤氮磷矿化是调控土壤供给植物养分状况和维持生态系统结构与功能的关键生态过程,受生物和非生物因子(如温度、降水、微生物活性等)共同作用的调控。海拔梯度变化驱动的环境因子时空异质性可能通过改变微生物群落结构和活性影响土壤氮磷矿化速率与物质循环过程,但已有的相关研究结果还具有不确定性。因此,以地处青藏高原东缘与四川盆地过渡地段的岷江流域典型生态系统为研究对象,沿海拔梯度设置7个研究样地(中亚热带森林(442 m a.s.l.)、北亚热带森林(1050 m a.s.l.)、干旱河谷灌丛(1563 m a.s.l.)、河谷-山地交错带森林(2158 m a.s.l.)、亚高山针叶林(3028 m a.s.l.)、高山针叶林(3593 m a.s.l.)和高山草甸(3994 m a.s.l.)),于2013-2018年采用土柱原位培养法,研究了不同海拔生态系统土壤氮磷矿化过程、微生物群落结构和酶活性的动态变化特征与调控因素。主要结果如下:(1)海拔变化驱动了温度和降水的梯度变化。大气年平均温度随海拔升高显著降低,海拔每上升1000 m,温度降低4.47℃。低海拔亚热带森林(442 m和1050 m)的降水量显著高于其余海拔;中高海拔高山峡谷区(1563 m—3994 m)降水量则随海拔的上升显著增加。中高海拔高山峡谷区土壤冬季经历季节性冻融过程,冻融循环频次随海拔上升而增加。(2)土壤有机层微生物总PLFA生物量及不同类群(细菌、真菌、微真核生物)PLFA生物量随海拔上升的变化规律不明显;矿质土壤层微生物总PLFA及不同类群PLFA生物量随海拔的上升呈现先降低后增加的趋势。土壤微生物PLFA生物量具有明显的季节动态,其趋势随海拔和土层显著变化。不同类群微生物PLFA生物量比值和微生物多样性随海拔的变化不显著,但季节变化显著。基于PLFA标记物的PCoA分析表明,季节对土壤微生物群落结构变化的影响程度在培养早期比海拔更强,但在培养后期,海拔对土壤有机层微生物群落结构变化的影响程度高于季节。db-RDA和偏最小二乘分析显示,气候和土壤因子显著影响土壤微生物生物量和群落结构,其影响程度和作用方向以及最关键的因子强烈地取决于海拔和土层。(3)亚高山针叶林与高山草甸土壤微生物生物量碳氮以及土壤转化酶、脲酶、酸性磷酸酶活性较高,而干旱河谷灌丛显著最低。偏最小二乘分析表明,土壤酶活性的季节性变化趋势及其主导因子均随海拔上升而明显变化,并显著依赖于酶类型和土层的差异。温度和降水显著影响中低海拔地区土壤酶活性的季节性波动,而土壤冻融循环显著影响高海拔地区酸磷酸酶活性的季节性变化。同时,高山草甸土壤有机层微生物熵显著最高,但低于全球平均值(1.2%)。土壤微生物熵随培养时间增加呈现上升趋势,其中高海拔地区的增加更为显著。冻融循环减少和微生物增殖引起的微生物生物量碳增加是驱动土壤微生物熵变化的重要因素。(4)不同海拔土壤有机层和矿质土壤层净氮矿化、氨化、硝化和反硝化速率以及有机磷矿化速率差异不显著。不同海拔土壤净氮矿化、氨化、硝化和反硝化速率的季节性变化趋势显著不同,中亚热带森林土壤有机层净氮矿化、氨化和硝化速率的季节性变化幅度显著大于其他海拔。不同海拔土壤有机磷矿化速率的季节性变化幅度均随培养时间持续显著增加。偏最小二乘分析表明,不同海拔土壤氮和磷矿化季节性变化的主要驱动因子为土壤微生物生物量和酶活性。综上所述,岷江流域典型生态系统环境因子沿海拔梯度显著变化,这些变化显著改变了土壤微生物生物量、群落结构以及土壤酶的活性和生产效率,最终对不同海拔土壤氮和磷的矿化产生显著不同的影响。研究结果为岷江流域不同生态系统土壤氮磷养分管理提供了科学依据。