无机氮添加对湿地土壤CO2和N2O排放影响

摘要

碳氮是陆地生态系统最为重要的两大元素,具有高度耦合性,通过生物地球化学过程影响全球环境。湿地是重要的陆地碳汇,特殊环境特点导致土壤有机碳大量积累,大气氮沉降和人类活动引起的土壤氮可利用性增加将严重影响湿地碳氮循环过程。然而,不同形态比例的无机氮添加对湿地土壤CO 2和N 2 O排放变化影响还不清楚。本研究以三江平原小叶章季节性积水沼泽湿地和水稻田0~10 cm、10~20 cm土层土壤为研究对象,开展不同比例NH+4-N/NO-3-N添加(1∶0、3∶1、1∶1、1∶3和0∶1,即T1、T2、T3、T4和T5)对CO 2和N 2 O排放影响研究。结果表明,与对照不添加氮相比,不同比例NH+4-N/NO-3-N添加后CO 2排放明显降低,其中小叶章湿地和水稻田0~10 cm土层CO 2排放分别降低了25.6%(T1)~51.0%(T5)、21.2%(T3)~42.6%(T4),10~20 cm土层则降低了4.39%(T3)~34.5%(T5)、20.4%(T1)~33.2%(T4),CO 2排放随NO-3-N的增加而减少;NH+4-N/NO-3-N添加后小叶章湿地不同土层N 2 O排放变化没有明显规律,但水稻土N 2 O排放显著增加(T5处理除外)。培养结束后,小叶章湿地和水稻土壤微生物量碳在不同无机氮添加处理、不同土层间表现出不同的变化特点。通过合理管理农业生产活动中无机氮肥种类搭配的使用可以促进湿地土壤碳固定,减缓N 2 O排放,进而减缓全球变暖进程。