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亚热带杉木林土壤温室气体排放对氮磷添加的响应

张磊  
【摘要】:全球变化是当今面临的重大挑战,其中最引人关注的是温室效应和全球增暖。近百年来,全球正在以变暖为主要特征的显著变化,全球平均地表温度升高了0.3~0.6℃。森林作为陆地生态系统的主体,同时森林土壤也是CO2、CH4、N20等主要温室气体的重要源、汇之一,氮沉降对森林土壤温室气体排放/吸收通量的研究已成为当今关注的热点问题之一。我国已成为全球三大氮沉降集中区,伴随着经济的快速增长,氮沉降量还会持续升高。但是在国内,有关氮化合物沉降的增加对森林土壤主要温室气体排放/吸收通量的影响的研究较少。 本研究以中国科学院地理科学与资源研究所,千烟洲实验分站石溪林场为对象,利用国际森林土壤温室气体采集、分析最普遍方法:静态箱—气相色谱法,对石溪林场杉木林土壤主要温室气体的排放/吸收通量的研究。探讨氮磷添加土壤主要温室气体的响应规律,以及其森林温室气体通量的影响作用机理。本实验于2012年7月在江西省吉安市泰和县灌溪镇石溪林场杉木林中布设样地。共布设24块样地,各样方面积为20m×20m,实验分6个处理,分别为不施肥(CK)、施磷肥(P)、低氮(N1)、高氮(N2)、低氮加磷(N1P)、高氮加磷(N2P),按N1(50kgNha-1)、N2(100kg N ha-1)、P (50kg Pha-1)经行处理,每个处理组4个重复。经过长期监测,得到的结论如下: 1、施肥对地表CO2通量影响,C02通量均表现为明显的季节变化,夏季通量最高,冬季最低。低氮磷、低氮与对照样地地表CO2通量没有明显变化,高氮处理比对照样地土壤C02排放降低了22%。同时,磷与高氮磷降低了土壤CO2排放速率。 2、千烟洲杉木林土壤以吸收甲烷为主,在测定期间,甲烷通量存在明显的季节变化。八月中旬到十月中旬甲烷吸收能力较强,冬季甲烷吸收能力较低。到了春季,甲烷的吸收又开始逐渐增强。施加氮肥对甲烷的吸收有抑制作用。 3、高氮及高氮加磷显著的提高了地表N20的排放(P<0.01),低氮及低氮加磷提高了地表N20的排放量,但是未达到显著性水平。施肥对地表N20的排放显著影响主要表现在施肥初期,施肥后一周内,添加氮肥会导致N20出现一个明显的峰值,随着时间的推移N20的排放明显下降,直到与空白没有显著性差异。


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