模拟氮沉降对中亚热带森林土壤N_2O排放的影响

【摘要】本研究通过结合野外模拟氮沉降和室内15N同位素示踪实验来探讨湿润中亚热带地区森林土壤N20的排放特征和主要的影响因素,以及可能的产生途径和起主要作用的微生物类群。为更好理解这个地区森林土壤N20排放规律提供一些理论积累。主要的结果如下：1)天然林土壤的N20通量并不随着氮沉降水平的提高而增加,高氮处理的土壤N20通量小于低氮处理,出现“抑制效应”；而人工林土壤随氮沉降水平的提高N20通量也提高。2)当土壤含水量超过30%后土壤的反硝化过程就开始增强,表明土壤在相对有氧的条件下能够进行反硝化过程,参与的主要微生物可能是土壤真菌。3)去除了凋落物使得土壤微生物的碳来源受限,随氮沉降的增加土壤N20通量先增加后减少。罗桴栲林的凋落物可能由于多酚含量高,对土壤微生物产生了抑制,导致这种现象出现在保留凋落物处理。4)土壤的N20通量与土壤可溶性无机氮含量相关性不高,与土壤可溶性有机氮(SON)含量有显著相关性(p<0.05),在2月份SON和N20通量正相关的,在6月份是负相关。表明土壤N20的排放和土壤有机氮之间似乎有很大关联,推测N20的排放可能主要源于真菌的共同反硝化过程。5)培养土样含水量为60%WHC的情况下,高氮输入显著抑制了N20和NO的产生(p<0.01)；但当含水量增为90%WHC后,实验9h内抑制N20产生,之后转为促进。所有未灭菌处理在添加N02后高氮抑制均立即解除并大量产生N20和NO,与对照成显著差异(p<0.01),在60%WHC条件下,这种情况维持时间较短(21h),但如果含水量高(90%WHC)这种情况会持续很长时间(2周以上),说明水分有效性的提高和外源N02-在高氮抑制解除中起到重要作用。6)土壤N20主要来源于土壤反硝化过程,而且加入未标记N02-后导致杂合的N2O(14N15NO)分子在实验21h内迅速增加,表明这种森林土壤的反硝化过程可能主要是通过真菌的“共脱氮”来实现,其贡献率可多达80%以上。7)Spearman秩相关分析表明未灭菌土壤NO的产生速率与N20产生速率成显著正相关性(p<0.05),土壤含水量越低二者相关性越高。灭菌土壤添加N02-能比未灭菌土壤产生更多的NO,但却几乎不产生N20,表明酸性土壤的化学反硝化对NO的贡献要大于N20。
【作者】陈仕东；
【导师】高人；
【作者基本信息】福建师范大学，生态学，2012，硕士
【关键词】氮沉降；森林土壤；N2O；真菌；共脱氮；

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