碳氮添加对不同湿润程度的温带森林土壤氧化亚氮排放影响

• 作者: 吴浩浩 徐星凯 李团胜 段存涛
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 森林土壤 氧化亚氮 干湿交替 葡萄糖 硝态氮 铵态氮 溶解性有机氮 微生物量
• 年，卷（期）: 2014,（14）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 1337-1347
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/972013-719

摘要

采用室内土柱培养的方法,研究不同湿润程度(55％和80％ WFPS)条件下外源碳(葡萄糖,6.4 g C m-2)和两种形态氮(NH4C1和KNO3,4.5 g N m-2)的添加对温带成熟阔叶红松混交林和次生白桦林土壤氧化亚氮(N2O)排放量的影响.研究结果表明:除了高湿润程度单施NH4C1的白桦林土壤外,湿润程度增加以及外源碳和氮添加均能显著促进两种林分土壤N2O排放量,并存在两两交互作用,葡萄糖添加使阔叶红松混交林和白桦林土壤在整个培养期内N2O累积排放量分别增加0.53～2.67和4.70～29.32mg N2O-Nm-2,尤其是高湿润程度和白桦林土壤更为明显；同时伴有葡萄糖添加后两种林分土壤矿质氮含量显著减少,特别是高湿润条件下白桦林土壤水浸提NO3含量降低幅度更大.这说明了白桦林土壤N2O释放量对外源碳添加的激发效应更敏感,并随土壤湿度增加而加剧.低湿润条件下,培养初期外源氮添加显著抑制葡萄糖对土壤N2O排放量的促进作用,之后随着氮形态和林分类型而发生变化；高湿润条件下,外源氮添加显著增强葡萄糖对土壤N2O排放量的促进作用,且硝态氮强于铵态氮(P＜0.05).葡萄糖添加能增加两种林分土壤微生物碳含量和微生物碳/氮比(P＜0.05),显示可能改变土壤微生物群落结构.两种形态氮的添加均能增加两种林分土壤水和K2SO4浸提的溶解性有机氮(DON)含量,尤其是阔叶红松混交林土壤(P＜0.05),但两种形态氮之间无差异.多元线性逐步回归分析显示,实验条件下白桦林土壤N2O累积排放量受到WFPS、水浸提NH4+-N和水浸提DON含量及微生物碳/氮比的影响,共同解释其61％的变化,其中水浸提DON含量贡献率最大；阔叶红松混交林土壤N2O累积排放量受到WFPS、水浸提NH4+-N和微生物碳含量的影响,共同解释其50％的变化,其中水浸提NH4+-N含量贡献率最大.上述结果显示,加湿对森林土壤N2O排放量的增加与土壤活性氮含量、湿润程度和微生物量有关.