Short-term legacy effects of long-term nitrogen and water addition on soil chemical properties and micro-bial characteristics in a temperate grassland.

氮气 环境化学 营养物 化学 氮缺乏 环境科学 农学 生物 有机化学
作者
Zhiming Dai,Liu Yue-xiu,Ning Dang,Zhirui Wang,Yong Jiang,Yuge Zhang,Yongbo Song,Hui Li,Yong Jiang
出处
期刊:PubMed 卷期号:34 (7): 1834-1844
标识
DOI:10.13287/j.1001-9332.202307.016
摘要

Nitrogen deposition and summer precipitation in eastern Inner Mongolia are predicted to increase in recent decades. However, such increases in nitrogen inputs and precipitation may not be continuous under the future new patterns of global change, with the direction and magnitude of which may change or weaken. The legacy effects of nitrogen and water addition after cessation on ecosystems are still unclear. Based on a 13-year nitrogen and water addition experiment in temperate grassland of northern China, we examined the short-term (2 years) legacy effects of historical nitrogen and water addition on soil physicochemical properties and microbial properties after the cessation of nitrogen and water addition in the 14th year. The results showed that the positive effects of historical nitrogen addition on most of soil nutrient variables diminished after two years of cessation, including ammonium nitrogen, nitrate nitrogen, dissolved organic carbon and nitrogen, and Olsen-P concentrations. In contrast, there were legacy effects on soil microbial characteristics. For example, the historical nitrogen input of 15 g N·m-2·a-1 reduced microbial biomass carbon, respiration, and alkaline phosphomonoesterase activity by 73.3%, 81.9%, and 70.3% respectively. It implied that microbial parameters restored slowly in comparison with soil nutrients, showing a hysteresis effect. Results of Pearson's correlation and redundancy analysis showed that the legacy effects of historical nitrogen addition on microbial parameters could be attributed to the negative effects of nitrogen addition on soil pH. Historical water addition showed significant legacy effects on soil pH, ammonium nitrogen, dissolved organic carbon and nitrogen, respiration, and soil enzyme activities, which significantly interacted with historical nitrogen addition. These results are of great significance to predict the changes in grassland ecosystem functions and services under the local environmental improvement conditions, and to reveal the restoration mechanism of degraded grassland.据预测,内蒙古东部地区未来将出现氮沉降加剧和夏季降水增加的趋势,但大气氮沉降和降水增加都是不可持续的,增加强度可能减弱,也可能出现降低趋势。目前,历史氮、水输入停止后对生态系统的遗留效应尚不明确。本研究基于中国北方温带草原长达13年的氮、水添加实验平台,于处理第14年开始定向停止氮、水添加处理,探讨了历史氮、水添加在短期(2年)内对土壤理化性质和微生物学特性的遗留效应。结果表明: 停止添加两年后,历史氮添加对铵态氮、硝态氮、可溶性有机碳、氮和速效磷等土壤养分指标的正向遗留效应消失;但对大部分土壤微生物学特性指标仍存在遗留效应,历史15 g N·m-2·a-1添加处理微生物生物量碳、土壤呼吸和碱性磷酸单酯酶活性分别降低73.3%、81.9%和70.3%,表明氮输入停止后微生物学指标的恢复比土壤养分指标慢,具有迟滞效应。相关分析和冗余分析表明,氮对微生物学特性的负向遗留效应与对土壤pH的负向遗留效应有关。历史水添加在处理停止两年后,对土壤pH、铵态氮、可溶性有机碳、氮等以及土壤呼吸、酶活性等仍表现出显著的遗留效应,并与氮沉降的遗留效应存在交互作用。研究结果对预测局域环境改善条件下草地生态系统功能和服务变化趋势及揭示退化草地恢复机制具有重要意义。.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
害羞静柏发布了新的文献求助10
1秒前
Owen应助不见不念采纳,获得10
2秒前
烟花应助柔柔采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
7秒前
8秒前
NexusExplorer应助Xin采纳,获得10
9秒前
popvich应助甘特采纳,获得20
9秒前
靓丽的熠彤完成签到,获得积分10
9秒前
min发布了新的文献求助10
9秒前
迷人世开发布了新的文献求助10
10秒前
活泼的不言完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
12秒前
12秒前
Lucas应助雪白的西牛采纳,获得10
13秒前
13秒前
丘比特应助haoooooooooooooo采纳,获得10
14秒前
danli发布了新的文献求助20
15秒前
16秒前
坦率夕阳发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
陈陈发布了新的文献求助10
17秒前
柔柔发布了新的文献求助10
17秒前
zzz发布了新的文献求助10
18秒前
饱满南松发布了新的文献求助10
19秒前
星星发布了新的文献求助10
19秒前
坚强的听枫完成签到,获得积分10
19秒前
丹dan完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
21秒前
22秒前
23秒前
23秒前
24秒前
鼓瑟不吹笙完成签到 ,获得积分10
24秒前
yukang应助李龙采纳,获得10
24秒前
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1000
青少年心理适应性量表(APAS)使用手册 700
Air Transportation A Global Management Perspective 9th Edition 700
DESIGN GUIDE FOR SHIPBOARD AIRBORNE NOISE CONTROL 600
NMR in Plants and Soils: New Developments in Time-domain NMR and Imaging 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4979867
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4232400
关于积分的说明 13183620
捐赠科研通 4023583
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2201384
邀请新用户注册赠送积分活动 1213844
关于科研通互助平台的介绍 1130089