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由于缺乏足够的研究,目前对半干旱草原土壤的年均总氮矿化量和季节动态了解很少。本研究在内蒙古半干旱草原冬季放牧(WG)和1999年围封样地(UG99)上展开,取样频率为每隔半个月到一个月一次,进行了为期一年的总氮矿化研究.结果显示,UG99和WG样地的全年总氨化量分别是240和215kg Nha-1year-1,每年的净氨化是-9和-6kg Nha-1year-1,每年的总硝化分别是417和362kg N ha-1year-1,每年的净硝化分别是31和19kg N ha-1year-1。另外,总氮矿化和净氮矿化没有相关性,净氮矿化不能反映总氮矿化的量和动态。
本文把全年氮矿化分为四个不同的时期：⑴以干湿循环为特点的生长季,这阶段总氨化和总硝化分别占全年总氨化和总硝化的46％和30.5％,并且贡献了几乎全部的净氮矿化；⑵第一次冻融交替,主要特点是微生物生物量显著下降,同时出现一个总硝化高峰,这个阶段总氨化和总硝化分别占全年的6.5％和27.5％；⑶冬季冻土阶段,氮矿化率很低,但是微生物生物量缓慢恢复,这个阶段的总氨化和总硝化均占全年的8.5％；⑷春季冻融交替阶段,总氨化和总硝化达到一个高峰值,并且土壤水分含量最高,土壤硝态氮也达到一个高峰。这个阶段的总氨化和总硝化分别占全年的39％和33.5％。放牧显著的减少了冻溶解阶段的土壤水分含量和温度,从而减少总氮矿化和微生物生物量。本研究显示,冻融阶段是理解总氮矿化模式和量的关键阶段,目前为止对该阶段的总矿化和净矿化的研究明显不足,不能清楚阐明生态系统氮矿化过程。植物和微生物对无机氮的利用是影响陆地生态系统氮循环的关键因素。在研究总氮矿化的实验中,很少有全面考虑到植物和微生物相互作用,以及无机氮在它们之间的分配的研究。因此,研究放牧对完整的植物土壤系统氮矿化的影响,以及微生物、植物对无机氮的吸收分配尤其重要。本研究采用”NH4*标记完整的植物土壤系统,研究了不同放牧强度(0,2.35,4.8,7.85 sheep ba-1 grazingseason-1)对内蒙古草原总氮矿化的影响以及无机氮在植物、微生物以及土壤碳库的短期分配。结果表明,放牧对总氮矿化的影响是不一致的,低放牧强度降低了总矿化,高放牧强度增加了总矿化。放牧在短期内减少植物和微生物15N回收,但是增加土壤中NO3-1的积累,增加生态系统氮素损失,这可能与放牧强度增加引起土壤易分解碳的下降直接相关。