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工业革命以来,氮氧化物在日益频繁的人类活动下不断增加,全球大气氮沉降越来越严重,导致磷循环在森林生态系统中受到极大影响。磷作为营养元素,其重要性不言而喻。然而,土壤中的有机磷不容易被利用,进而导致土壤中的可利用有效性磷缺乏,整个生态系统的发展受到限制。促进土壤中有机磷的分解,增加土壤的供磷能力,是林业发展可以持续下去的基础。土壤有机磷矿化相关微生物是土壤磷循环的主要驱动力,解磷微生物可以分泌磷酸酶等将有机磷转化为无机磷,供给植物利用。因此,研究土壤中解磷微生物对氮添加的响应,阐明影响解磷微生物群落组成及结构的因素,有助于为缓解磷限制提供一定的理论支撑。本研究以不同地区的三种人工林为试验对象,通过长期野外氮添加试验,分析氮沉降对三种不同人工林的土壤理化性质、土壤微生物量碳和磷、磷酸酶活性、土壤解磷微生物(高通量测序)的影响,旨在揭示氮沉降对人工林土壤有机磷转化的微生物调控机制,为未来氮沉降背景下研究森林生态系统磷循环提供理论支撑。结果发现:(1)不同林分土壤对氮沉降的响应不同。氮添加显著降低了三种林分土壤的p H值、显著增加了铵态氮、硝态氮含量。氮添加使樟子松人工林土壤微生物量碳含量显著下降51.02%、微生物量磷含量显著下降62.61%、总磷含量显著下降37.50%、有效磷含量显著下降45.63%;使落叶松人工林土壤微生物量磷含量显著下降16.56%,总氮含量显著增加33.33%、有机质含量显著增加13.94%、有效磷含量显著增加124.30%。低氮添加使杉木人工林土壤微生物量碳含量显著增加16.18%、有机质含量显著增加18.03%、有效磷含量显著增加19.32%,高氮添加使土壤微生物量磷的含量显著降低55.41%。表明长期氮添加会导致土壤酸化和氮素累积,会导致微生物活性降低,在氮未饱和的状态下,当氮含量到达一定浓度时,氮的添加会促进磷的分解,增加土壤磷的有效性。(2)氮添加使樟子松、落叶松人工林土壤酸性磷酸单脂酶活性分别显著降低18.09%和21.21%,植酸酶活性分别显著降低41.88%和51.16%;使落叶松人工林土壤碱性磷酸单脂酶活性显著增加47.12%;与对照相比,低氮添加使杉木人工林土壤酸性磷酸单脂酶活性显著增加47.62%,高氮添加使土壤酸性磷酸单脂酶活性活性显著增加22.52%。氮添加使樟子松人工林土壤16S r RNA、pho D、pho C、app A基因丰度显著降低40.97%、78.38%、67.92%、74.37%;落叶松人工林土壤16S r RNA、pho D、pho C、app A基因丰度显著降低83.70%、74.46%、70.82%、49.83%;低氮添加使杉木人工林土壤pho D基因丰度显著降低6.73%,高氮添加使pho D基因丰度显著降低38.84%,低氮添加使pho C基因丰度显著降低16.74%。高氮添加使pho C基因丰度显著降低29.07%。表明土壤微生物对氮敏感,不同功能的微生物对氮的适应情况不同,氮的添加在一定程度上会促进有机磷矿化,过高的氮含量会抑制有机磷的分解。(3)氮添加显著增加樟子松人工林土壤中编码16S r RNA基因拟杆菌门的相对丰度;显著增加落叶松人工林土壤中厚壁菌门的相对丰度;低氮处理显著降低杉木人工林土壤中绿弯菌门相对丰度,高氮处理显著增加了绿弯菌门相对丰度。氮添加显著降低了樟子松人工林编码pho D基因链霉菌属的相对丰度;高氮处理显著降低了杉木人工林土壤慢生根瘤菌属相对丰度;在编码pho C基因属水平上发现,三种林分土壤中,对照和氮添加处理下的优势类群相对丰度均无显著差异;编码app A基因优势物种中的放线菌门相对丰度在落叶松人工林中有显著差异。表明土壤功能菌群对氮的需求不一致,氮添加的会增加某些功能菌群的丰度,但也会导致部分功能菌丰度下降,这可能与功能菌的其它联合作用有关。(4)通过相关性分析以及冗余分析表明,p H是影响溶磷微生物群落组成及结构的最主要环境因子,其他环境因子也对溶磷微生物群落组成及结构有较显著影响。因此对于长期氮添加试验,建议提高土壤酸缓冲能力来改变土壤溶磷微生物的活性,促进磷酸酶功能基因的表达和有机磷的矿化,缓解微生物对磷的限制状况。