长期多形态氮添加对温带人工辽东栎林土壤N_(2)O排放的影响

摘要

【目的】研究长期氮沉降对森林土壤可利用氮的浓度和土壤N_(2)O排放的影响,对于控制土壤温室气体排放、提高区域碳源汇评估的准确度等具有重要的意义。【方法】本文以温带森林土壤为研究对象,通过长期(11年)野外氮添加控制试验,采用静态箱/气相色谱法分析3种氮素添加水平(对照、低水平:50 kg/(hm^(2)·a)、高水平:150 kg/(hm^(2)·a))和3种氮素化学形态(硝态氮:NaNO_(3);铵态氮:(NH_(4))_(2)SO_(4)和混合态氮:NH_(4)NO_(3))对温带人工林土壤N_(2)O排放通量的影响。【结果】(1)氮素形态和氮添加水平引起土壤NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(−)-N的显著累积,且NO_(3)^(−)-N的累积效应远远高于NH_(4)^(+)-N;(2)不同水平和形态的氮添加均促进了N_(2)O排放。低水平和高水平NaNO_(3)、(NH_(4))_(2)SO_(4)、NH_(4)NO_(3)添加分别使土壤N_(2)O年累积排放量增加了87.39%和146.79%、86.13%和74.91%、98.67%和50.50%。长期氮添加对土壤N_(2)O排放的促进态势有所改变,高水平NH_(4)^(+)-N和NH_(4)NO_(3)对土壤N_(2)O排放的促进效应低于低水平添加;(3)结合前期研究结果推测,硝化反应是温带人工林土壤N_(2)O排放的主导过程,NH_(4)^(+)-N比NO_(3)^(−)-N转化为N_(2)O的效率更高。【结论】本研究强调了长期野外监测的重要性,氮添加对土壤N_(2)O排放的影响具有阶段性,如果试验时间短,氮添加对温带森林土壤N_(2)O排放的促进效应可能会被高估。