降水水平对荒漠草原生物土壤结皮碳、氮和微生物的影响

吴旭东，蒋齐，任小玢，俞鸿千，王占军，何建龙，季波，杜建民

（宁夏农林科学院荒漠化防治研究所，宁夏银川750002）

在干旱半干旱地区，降水格局正在影响生态系统的物质循环和系统稳定性［1−3］，中国北方荒漠草原生态系统异常脆弱，对极端干旱气候极其敏感，降水是荒漠草原区关键限制性因素和土壤水分的主要来源，降水通过改变土壤的干湿条件和微生物群落直接影响土壤的生物化学过程［4−5］。由苔藓、蓝藻和地衣组成的生物土壤结皮是北方荒漠草原区地表景观的主要组成部分［6−7］，生物土壤结皮能够适应贫瘠的土壤和有限的降水条件，并局部调节水文、土壤碳和氮循环［8−9］，生物土壤结皮的发育和演替对荒漠生态系统成土过程和土壤质量演变至关重要［10−11］。认识生物土壤结皮对气候变化响应对预测干旱区生态状态变化非常重要。

土壤微生物作为生态系统的重要组成部分，主要包括细菌、真菌、藻类和原生动物等，对构建土壤微生物生物量过程中资源获取和调控碳、氮循环非常关键，土壤微生物也能敏感地预警土壤生态系统的微小变化［12］。在全球范围内，土壤水分有效性是预测土壤微生物生物量的最佳指标，然而，并不是所有的微生物类群在土壤中同样丰富，细菌和真菌在土壤中占绝对优势，其生物量是其他土壤微生物类群的102～104倍［13］。土壤微生物生物量碳、氮在一定程度上反映了生态系统物质循环能力，对环境的响应尤为敏感［14−16］。研究发现生态系统对降水变化的响应首先会发生于土壤微生物群落［17］，因此，土壤微生物以及微生物生物量可以作为表征荒漠草原生态系统土壤质量变化的指示性指标。……