茶园生态化建设模式，涵盖茶叶品种、栽培、土壤、生物、植保、肥料等领域。秉承以人类为中心的理性生态伦理学思想，为复兴茶产业而努力。

土壤碳、氮是构成土壤养分的主要成分，其质量和含量都直接影响土壤的物理、化学和生物特征及其演变过程，并且在保证和协调土壤养分供应与积累、影响土壤酶类物质的种类和活性、控制植物初级和次级生产量等方面都起着十分重要的作用。

茶园土壤微生物是茶园生态系统的重要组成部分，参与并推动着土壤养分的循环和转化，微生物及酶活性的特征直接影响茶叶产量和品质。目前关于气候变化对酶活性、分解作用和异养呼吸的多数研究主要集中在高温方面。气候变化对酶活性的影响不仅包括由热动力学控制的活性变化，还包括对酶生物产量和转化效率的直接或非直接影响而导致长期的酶库大小变化。

气候变化直接作用于生态系统，通过对土壤微生物和植物群落的初级生产力和多样性影响，改变土壤理化性质而影响土壤生态环境，从而进一步影响土壤质量。

有研究表明夏季持续高温和干旱会影响茶叶产量和质量。近年来，关于各类生态系统的土壤碳、氮库及其参与生态系统碳氮循环的过程和重要意义等方面的研究较多，研究对象主要集中于森林、农田、湿地和草地生态系统，但极端气候变化对茶园微生物群落结构影响研究较少。

不同茶龄土壤微生态环境不同，对极端气候的响应也不同，然而不同茶龄土壤碳氮养分和胞外酶活性以及其对极端事件的响应尚不明确，因此，本次试验比较不同茶龄（Y10、Y30和Y50）的茶园和荒地土壤在不同高温（35、40℃）以及极端降雨处理前后土壤碳氮养分以及胞外酶活性变化，研究土壤质量指标随时间以及极端气候的变化，明确极端高温胁迫对土壤环境的影响，以及极端高温处理后降雨条件下土壤环境的恢复能力，进一步对不同茶龄土壤质量进行综合评价。本试验研究结果将为促进全球气候变化条件下茶产业的发展，保障茶园土壤生态系统健康，提高茶叶产量和质量提供理论依据。

在本研究中，结合高温情况下土壤水分的变化，研究发现植茶年限、极端气候条件（高温和降雨）、处理时间以及三者之间的交互作用直接影响土壤中碳库和氮库养分含量，同时对碳氮养分形态转化的关键酶活性有显著影响。

1极端高温处理对不同茶龄土壤碳库氮库影响

高温处理初期土壤总有机碳（TOC）含量降低，是由于升温会加快土壤中有机碳的利用尤其是在没有植物生长的土壤环境中，但是增加土壤中可溶性有机碳（DOC）的含量，这表明高温条件下，土壤中DOC的矿化速率比TOC转化成DOC的速率小，从而造成土壤中DOC的积累，因为研究表明温度高于35℃时会降低土壤呼吸速率。高温处理中，Y50土壤总有机碳（TOC）含量降低，而Y0、Y10和Y30土壤总有机碳（TOC）含量呈现先降低后升高的趋势。可能是Y50土壤中大团聚体较多，大团聚体有机碳不稳定，是土壤有机碳损失的途径之一，且大粒径团聚体有机碳活性较强，更易于损失。

高温处理之后高温组（35℃）与极端高温组（40℃）中土壤铵态氮（NH+4-N）和硝态氮（NO[1]3-N）的含量都显著降低，这可能是由于土壤中的氨氧化古菌（氨氧化古菌参与土壤中氮循环过程，具体功能为：氨氧化古菌在酸性土壤硝化作用中起主导作用）和细菌以及硝化细菌在短时间内能够积极响应外界温度变化，加快土壤内部氮养分的转化造成的[25-26]。升温处理一段时间之后，高温组（35℃）与极端高温组（40℃）中土壤NH+4-N和NO[1]3-N含量有小范围的回升。这可能是由于土壤内部生态系统逐渐适应外界环境变化从而调整内部氮养分利用速度造成的。

此外，有研究表明高温会降低土壤根部微生物量碳（MBC）和土壤微生物氮（MBN），导致微生物基质被耗尽，有研究表明40℃高温模拟处理的土壤24h后土壤中的微生物量碳减少1/3，这与本研究中土壤MBC和MBN含量降低趋势一致；处理中后期MBC和MBN含量会随着高温处理而升高，这可能是由于增温和干旱条件导致了土壤中真菌的丰富度增加，况且在35℃条件下，土壤真菌的活力不会降低。

2极端气候条件对不同茶龄土壤胞外酶活性的影响

土壤涉碳酶（BG）活性以及涉氮酶活性（NAG+LAP）与土壤温度有关，高温不仅改变土壤胞外酶活性，还可以改变土壤内微生物细胞里面的反应。土壤内部生态活动的养分消耗速率也随着温度升高而增加，导致维持细胞功能所需的养分增加。一些模型预测表明微生物需要更多的养分来保持酶的产量从而确保增温导致的系统消耗所需增加的养分供应，这与本次实验中TOC含量显著降低结果一致。

40℃高温情况下土壤中消耗的有机质含量低于35℃试验组，其中MBC、MBN、NH+4-N和NO-3-N含量以及BG和NAG+LAP胞外酶活性更高，这表明40℃的高温已经对土壤生态环境的活性物质起到抑制作用，开始破坏土壤中稳定的生态环境。

综合所有指标，整个处理过程中，茶龄为Y30的土壤相对于其他茶龄土壤在高温处理条件下更适合作物生长。高温和干旱会对土壤产生遗留效应（由胁迫产生的效应，但并不随着胁迫的消失而消失的效应称为遗留效应），近期一个长达10年干旱和灌溉条件下关于土壤生态过程以及酶活性变化的田间试验，研究表明在灌溉初期能够看到干旱的遗留效应，但是随着时间的增长，遗留效应逐渐消失。

在土壤从高温干旱变湿润后，土壤中的生物活性会在几小时甚至是几分钟之内增加，这个过程会驱动土壤重新调整土壤中有机质以及难降解物质的矿化。土壤在湿润过程促进土壤中的碳氮养分被生物利用，也就解释了本试验中模拟降雨之后碳库和氮库养分降低，微生物量碳升高的试验结果。土壤酶活性的恢复强度不大，35~40℃高温对土壤胞外酶的活性造成的影响不可短时间恢复，因此，这个情况下微生物碳氮的再次恢复对土壤中碳氮库的重建有至关重要的作用。

（安根团队摘自李茴等：高温与降雨对不同茶龄土壤碳氮养分及胞外酶活性的影响）

安根团队，20余位各领域农业专家，提供成熟的土壤恢复集成方案、生态修复集成方案、农残解决集成方案和生态农业社会化服务。