中国环境科学

作者：莫帅豪, 王雪松, 郑粉莉, 秦琪珊, 王一菲, 安小兵, 王伦, 胡文韬, 张加琼

单位：1. 西北农林科技大学水土保持研究所, 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 陕西 杨凌 712100;2. 中国科学院水利部水土保持研究所, 陕西 杨凌 712100

关键词：黑土,土壤侵蚀-沉积,土壤酶活性,土壤微生物养分限制

基金：国家重点研发计划项目(2022YFD1500102);中国科学院战略性先导科技项目(A类)黑土地保护与利用科技创新工程专项(XDA28010201)

在典型黑土区黑龙江省克山县选取开垦百年坡耕地,采用210Pbex示踪技术估算坡面侵蚀-沉积速率,并划分土壤侵蚀强度等级[包括沉积(DS)、轻度侵蚀(LE)、中度侵蚀(ME)、强烈侵蚀(IE)和极强烈侵蚀(SE)],对比不同土壤侵蚀强度等级下土壤碳氮磷含量、微生物生物量和酶活性的差异,通过酶计量矢量模型量化土壤微生物养分限制对土壤侵蚀-沉积的响应.结果表明:坡耕地土壤侵蚀-沉积速率变化于-782.7~10914.5t/(km2·a)之间,其平均侵蚀速率为3507.6t/(km2·a);土壤LE和ME主要发生在坡上部和沉积部位周围,IE和SE主要发生在坡中部,而DS主要位于坡脚.土壤碳氮磷含量和微生物生物量总体随土壤侵蚀强度等级增加而降低.土壤碳获取酶活性(BG+CBH)和氮获取酶活性(NAG+LAP)在坡面DS部位最高;而土壤磷获取酶活性(ACP)在坡面SE部位最高.酶计量矢量模型表明土壤微生物受到相对碳和磷限制;土壤微生物相对碳限制随土壤侵蚀速率的增加和沉积速率的降低呈线性下降趋势,而土壤微生物相对磷限制则随土壤侵蚀速率的增加和沉积速率的降低呈线性增加趋势,表明土壤微生物受到土壤磷素的限制作用相对突出.土壤养分含量和微生物生物量解释了坡面不同土壤侵蚀强度等级下土壤酶活性和微生物养分限制变化的60.1%,其中土壤有机碳(SOC)含量在条件效应下的解释度最高,其解释度为17.4%.总之,土壤侵蚀-沉积对土壤质量的影响是土壤性质和微生物养分限制共同作用的结果.

来源：2023年第6期

《中国环境科学》期刊编辑部

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