氮沉降背景下土壤动物马陆对温室气体排放的调节作用

生态学杂志 ›› 2025, Vol. 44 ›› Issue (3): 962-967.

氮沉降背景下土壤动物马陆对温室气体排放的调节作用

李媛媛^1,2,刘兴婕¹,陈月琴²,张娜¹,任源浩¹,阮宏华^2*

（¹南京晓庄学院食品科学学院，南京 211171； ²南京林业大学生态学系，南方林业协同创新中心，南京 210037）

出版日期:2025-03-10 发布日期:2025-06-10

The regulating effect of millipedes on soil greenhouse gas emissions under the background of nitrogen deposition.

LI Yuanyuan^1,2, LIU Xingjie¹, CHEN Yueqin², ZHANG Na¹, REN Yuanhao¹, RUAN Honghua^2*

(¹School of Food Science, Nanjing Xiaozhuang University, Nanjing 211171, China; ²Department of Ecology, Nanjing Forestry University, Co-Innovation Center for the Sustainable Forestry in Southern China, Nanjing 210037, China).

Online:2025-03-10 Published:2025-06-10

摘要/Abstract

摘要： 大气氮沉降增加是全球变化最重要特征之一，其对陆地生态系统结构和功能的影响是目前生态学领域关注的热点问题。作为土壤生态系统的重要组成成分，大型土壤动物通过取食、挖穴及排泄活动影响土壤物理、化学和生物学性质等，进而影响土壤生态系统的功能。然而，在氮沉降背景下，土壤大型动物如何影响土壤温室气体排放还不清楚。本研究设置了一套微宇宙室内实验，包括两个氮添加处理（N₀: 无氮添加, N⁺: 添加氮）和土壤动物（无动物，马陆），探讨土壤温室气体CO₂、N₂O和CH₄的排放以及土壤主要环境因子的变化。结果表明：马陆和氮添加的交互效应显著影响土壤CO₂排放。没有马陆，氮添加增加了19.4%的土壤CO₂排放；有马陆，氮添加降低7.0%的土壤CO₂排放。氮添加比没有氮添加增加了206.6% N₂O排放，但这种趋势在马陆存在时有所降低。马陆处理显著增加CH₄排放。相关分析表明，土壤CO₂排放与土壤微生物生物量碳、土壤可溶性有机氮和铵态氮显著相关；土壤N₂O排放与总溶解氮、有效氮和可溶性有机碳氮相关；土壤CH₄排放与总溶解氮和碳氮比相关。本研究表明，马陆减弱了氮沉降导致的森林土壤CO₂和N₂O的排放。

关键词: 土壤动物, 土壤生态系统, 微生物生物量碳, 可溶性有机氮

Abstract: Atmospheric nitrogen (N) deposition plays an important role in soil greenhouse gas (GHG) emissions. Soil macrofauna activities of feeding, burrowing, and casting affect the biological, chemical, and physical properties of soil. However, the role of soil macrofauna on GHGs under N deposition is not well known. Here, we conducted a microcosm experiment involving two levels of N addition (N₀: without N; N⁺: N addition) and fauna (no fauna and with millipedes). We measured CO₂, N₂O, CH₄ emissions, and soil properties. Millipede and N addition interactively impacted soil CO₂ emission. N addition increased soil CO₂ emission by 19.4% without millipede, but decreased it by 7.0% with millipede. N addition increased soil N₂O emission by 206.6%, and the presence of millipede weakened this effect. Millipede significantly increased soil CH₄ emission. Soil CO₂ emission had a correlation with soil MBC, DON and NH₄⁺-N; soil N₂O emission was correlated with soil DON, soil available N and DOC; soil CH₄ emission was correlated with TDN and C/N. Our results highlight the importance of millipedes in regulating soil GHGs emission under N addition.

Key words: soil macrofauna, soil ecosystem, microbial biomass carbon, dissolved organic nitrogen

李媛媛, 刘兴婕, 陈月琴, 张娜, 任源浩, 阮宏华. 氮沉降背景下土壤动物马陆对温室气体排放的调节作用[J]. 生态学杂志, 2025, 44(3): 962-967.

LI Yuanyuan, LIU Xingjie, CHEN Yueqin, ZHANG Na, REN Yuanhao, RUAN Honghua. The regulating effect of millipedes on soil greenhouse gas emissions under the background of nitrogen deposition.[J]. Chinese Journal of Ecology, 2025, 44(3): 962-967.

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