對森林的研究主要集中在林下加氮對微生物和微生物殘體的影響上，但對自然界氮沉積的主要途徑——植物冠層氮沉積的影響還沒有明確的探討。本文研究了10年N添加量(25和50 kg N ha?1yr?1)和模式(冠層和林下)對溫帶闊葉林土壤微生物殘體的影響。

（1）N的添加減輕了微生物對N的限制，增加了土壤中微生物生物量和微生物殘體碳；

（2）冠層氮的截留減少了直接進(jìn)入土壤的氮量，所以林下N的添加對微生物殘體的影響比冠層N的添加更強(qiáng)。

（1）本研究在中國河南省雞公山國家級自然保護(hù)區(qū)大別山國家級森林生態(tài)系統(tǒng)野外觀測研究站(北緯31°46′~ 31°52′，東經(jīng)114°01′~ 114°06′)進(jìn)行；

（2）共隨機(jī)設(shè)4個區(qū)組。每個塊包含5個處理：CT(對照，不添加氮素)、CN25 (25 kg N / ha?1yr?1冠層添加氮素，低氮)、CN50 (50 kg N /ha?1yr?1冠層添加氮素，高氮)、UN25 (25 kg N / ha?1yr?1林下添加氮素，低氮)和UN50 (50 kg N / ha?1yr?1林下添加氮素，高氮)；

（3）施氮方式為NH4NO3溶液，4 ~ 10月每月施氮(每年7次)。為了增加樹冠N，在每個地塊的中心設(shè)置了一個35米高的塔，以支持灑水裝置和抽水裝置，將N溶液輸送到森林樹冠上（圖1）；

（4）2022年7月，對應(yīng)施氮第10年，分別在0 ~ 10 cm和10 ~ 20 cm深度采集土壤樣品，共40個樣品；

（5）測定指標(biāo)：pH、有機(jī)碳、全氮、全磷、磷脂脂肪酸、氨基糖。

圖1.正常處理中的三個噴撒系統(tǒng)。

（1）在0~10 cm土層，無論添加方式如何，N的添加都使土壤pH降低；與CT相比，CN25、CN50和UN50土壤全氮濃度顯著增加。在10~20 cm層，盡管土壤pH趨于較低，土壤有機(jī)碳和全磷濃度似乎較高(表1)。

表1.施氮第10年各處理土壤理化性質(zhì)

（2）無論冠層還是林下模式，N添加對土壤微生物PLFA均無顯著影響（表2），這表明微生物群落組成沒有改變。此外，在60 d的孵育期內(nèi)，N添加對有機(jī)碳礦化率沒有影響（表3）。

表2.施氮量對土壤微生物生物量和群落組成的影響。

（3）高N添加能顯著提高0 ~ 10 cm土壤氨基糖濃度。在10~20 cm土層，CN50與CN25均顯著提高了MurN濃度(圖2)。高N添加增加了0~10 cm土壤的MRC，而在10~20 cm層，CN50顯著提高了真菌MRC、細(xì)菌MRC和總MRC(圖4b)。

圖2.各土層中氨基酸(MurN)、半乳糖胺(GalN)、葡萄糖胺(GluN)和總氨基糖(total AS)的濃度。

圖4.各土層土壤微生物殘體C (MRC)及其對土壤有機(jī)C (SOC，%)的相對貢獻(xiàn)。

（4）總氨基葡萄糖或GalN對SOC的相對貢獻(xiàn)僅在0~10 cm土層中與AMF的PLFAs呈正相關(guān)，而與10~20 cm土壤中的任何研究參數(shù)無關(guān)(圖5)。在0~10 cm土壤中，MRC(真菌、細(xì)菌總和)與土壤pH呈負(fù)相關(guān)，而與細(xì)菌、真菌、放線菌和總微生物的SOC、TN和PLFAs呈正相關(guān)。在10~20 cm層，MRC(真菌、細(xì)菌總和)與土壤pH值不顯著相關(guān)，但與細(xì)菌、AMF、放線菌和總微生物的SOC、TN和PLFAs呈正相關(guān)(圖5)。

圖5.各土層中微生物殘體與土壤理化性質(zhì)之間的Pearson相關(guān)性

（1）林下N添加可能低估了N沉積對MRC的影響，特別是在底土中，單獨(dú)的微生物生物量不能準(zhǔn)確預(yù)測N添加對微生物源C的影響；

（2）N添加對根沉積、微生物更替和微生物C利用效率的影響能從微生物角度揭示土壤C積累機(jī)制的關(guān)鍵過程。因此，有必要結(jié)合冠層氮吸收過程和微生物源性碳有效性來預(yù)測未來氮沉降速率情景下森林土壤碳動態(tài)。