长白山森林土壤NO、CO产生的空间变异性及其影响因素

• 作 者: 张腾宇
• 机 构: 南京农业大学
• 出 处: 南京农业大学
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 氧化亚氮

人类活动造成大气中温室气体浓度急剧增加已成为全球变化中最主要和最直接的变化。森林约占陆地总面积的1/3，是陆地生态系统的重要组成部分，在温室气体源汇功能方面占据十分重要的地位。研究森林土壤N2O、CO2产生的空间变异性及影响因子对准确估算森林生态系统对温室效应的影响具有重要意义。
本文主要研究长白山地区的温带森林不同树种(红松林、云冷杉，椴树、蒙古栎等)、不同树干距离(0cm、50cm、100cm)、不同季节(7月、9月、11月)、不同施肥处理[(NH4)2SO4、NH4Cl、KNO3]、不同土壤层次(腐殖质层、矿质层、全表层)，在空间上横向和纵向相结合，在时间上考虑不同季节影响，研究森林土壤N2O、CO2产生的空间变异性及影响因子。采用低浓度乙炔抑制法，研究林地土壤硝化作用N2O产生机理。主要研究结果如下：
1、采用乙炔抑制法，添加10-100 Pa乙炔均使森林土壤N2O排放量显著性降低，不同乙炔浓度间无明显差异。土壤异养硝化占硝化作用N2O释放的比例为21-48％，依离树干不同距离而异。针叶树下土壤距树干越远，异养硝化比例越高，而阔叶树异养硝化比例与距树干远近无关。距树干相同距离，阔叶树土壤N2O和CO2释放量高于针叶林；同一树种，距树干越远的土壤N2O和CO2释放量越低；
2、10-100 Pa浓度乙炔对土壤微生物氮含量、氮素净矿化量和呼吸作用均无显著性影响，不过100 Pa乙炔处理可能降低土壤呼吸作用。50Pa乙炔处理显著降低土壤N2O的排放量；土壤异养硝化占硝化作用比例在14％-55％之间。矿质层土壤异养硝化比例显著大于腐殖质层土壤，乙炔对土壤N2O释放的抑制作用在腐殖层强于矿质层。秋季土壤的异养硝化比例(17％-55％)大于夏季土壤(17％-36％)，说明在温凉季节土壤异养硝化作用增强。另外发现，铵态氮肥可以增加土壤的异养硝化作用；
3、影响离树干不同距离森林土壤N2O和CO2排放的因子主要包括土壤碳氮总量、水溶性有机碳氮和微生物量碳氮；土壤微生物量氮能够说明林地异养硝化的25％变化，乙炔抑制下土壤N2O和CO2排放量分别与土壤净硝化率呈显著正相关关系；
4、森林土壤CO2和N2O的释放主要来自腐殖质层土壤。氮肥对CO2释放量无显著影响，硝酸钾可以促进土壤N2O释放，施氯化铵肥则抑制土壤N2O释放量。施硫酸铵和氯化钾肥后，土壤q-CO2值和q-N2O值下降，其抑制作用可能和SO42-和Cl-有关。