三峽庫(kù)區(qū)不同土地利用方式下土壤N2O排放研究.pdf

1、全球氣候變暖和臭氧層破壞是當(dāng)今備受關(guān)注的兩大全球環(huán)境問(wèn)題,大氣中氧化亞氮(N2O)濃度升高與其密切相關(guān)。農(nóng)業(yè)土壤是大氣N2O的主要排放源并越來(lái)越受到人們的重視。本研究以我國(guó)三峽庫(kù)區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)為對(duì)象,研究了旱地、水改旱、菜地、果園、林地等幾種不同土地利用方式下土壤N2O的排放特征及其主要影響因子；探討了不同農(nóng)業(yè)利用方式對(duì)土壤可溶性有機(jī)碳氮、微生物生物量碳氮的影響及其與土壤N2O的排放的關(guān)系；分析了土壤水分、可溶性有機(jī)碳氮、微生物生物量碳

2、氮之間的耦合作用對(duì)土壤N2O排放的影響；利用室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)和田間小區(qū)試驗(yàn)探討了大氣氮沉降和添加外源碳氮對(duì)土壤N2O排放影響。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.不同土地利用方式下土壤的N2O年排放總量從高到低分別為菜地(4.01kg.hm-2.a-1)、水改旱(2.39 kg.hm-2.a-1)、果園(2.20 kg.hm-2.a-1)、旱地(0.62 kg-hm-2·a-1)、林地(0.15 kg.hm-2.a-1)。不同土地利用方式

3、下土壤N2O排放與氮肥施用量有關(guān),隨著氮肥施用量的增加N2O排放量也隨之增加。
　　 2.土壤N2O排放通量呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性變化特征,溫度高、降雨量大的濕季顯著高于干季；N2O排放通量與相對(duì)應(yīng)的土壤溫度、大氣溫度的變化趨勢(shì)基本一致。
　　 3.不同利用方式下土壤N2O排放量與土壤硝態(tài)氮含量均呈顯著正相關(guān)關(guān)系(R2范圍為0.10～0.74,P<0.05)；而只有林地和菜地土壤N2O排放通量與銨態(tài)氮含量呈顯著關(guān)系。土壤硝態(tài)氮

4、對(duì)N2O排放影響顯著。
　　 4.旱地和林地土壤N2O排放通量與可溶性有機(jī)碳含量呈極顯著線性正相關(guān)關(guān)系,表明可溶性有機(jī)碳含量是這兩種土地利用方式下N2O排放的重要控制因子。果園和林地的土壤CO2與N2O排放呈極顯著的線性關(guān)系。
　　 5.土地利用方式對(duì)土壤的微生物生物量碳、微生物生物量氮、可溶性有機(jī)氮和微生物商有顯著影響。菜地、果園和水改旱的微生物生物量碳、微生物生物量氮、可溶性有機(jī)氮含量和微生物商顯著高于林地。土壤可溶

5、性有機(jī)碳氮、微生物生物量碳氮含量和微生物商較高的菜地、果園和水改旱,其N2O排放也較高；而可溶性有機(jī)氮、微生物生物量碳氮含量和微生物商最低的林地,相應(yīng)的N2O排放也最低。受人類活動(dòng)影響較弱的林地土壤的微生物生物量碳和可溶性有機(jī)氮含量與N2O排放通量呈顯著的正相關(guān)性,微生物商對(duì)N2O的排放有一定的影響。
　　 6.氮沉降對(duì)不同利用方式下土壤N2O排放的研究表明,氮沉降對(duì)林地和旱地土壤N2O排放影響較大,林地土壤中N2O累積排放量占

6、氮沉降量0.61％～1.44％。氮沉降促進(jìn)N2O的排放,主要是由于氮的輸入引起土壤中的微生物生物量碳、微生物生物量氮和硝態(tài)氮含量的變化。
　　 7.植物殘?bào)w碳氮的輸入可顯著促進(jìn)N2O的排放,未施用植物殘?bào)w的對(duì)照處理N2O累積排放量?jī)H為0.55 kg·hm-2,而施用不同植物殘?bào)w的處理N2O累積排放量為1.05～3.02 kg·hm-2。不同植物殘?bào)w處理之間N2O排放量存在顯著差異,與所施用的植物殘?bào)wC:N比呈極顯著的對(duì)數(shù)負(fù)相關(guān)關(guān)

7、系,低C:N比處理具有較高的微生物生物量碳和可溶性有機(jī)碳含量,從而更有利于N2O較高排放。因此,合理選擇秸稈施用量和秸稈種類可有效地降低N2O排放量。
　　 8.室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)表明,不同肥料在不同水分條件下對(duì)黃棕壤和紫色土N2O排放的影響存在較大差異。在高水分條件下氮肥處理和氮肥配施有機(jī)物均顯著促進(jìn)黃棕壤N2O排放；低水分條件下,僅施氮肥對(duì)N2O排放影響不顯著,而氮肥配施有機(jī)物則顯著促進(jìn)N2O排放。而紫色土中,除高水分條件下低氮配

8、施有機(jī)物處理外,氮肥處理和氮肥配施有機(jī)物均顯著促進(jìn)N2O排放。N2O累積排放量與土壤可溶性有機(jī)碳消耗量呈極顯著線性關(guān)系?？扇苄杂袡C(jī)碳和可溶性有機(jī)氮對(duì)N2O排放有顯著影響,且可溶性有機(jī)碳對(duì)N2O排放的影響程度受土壤水分含量控制。
　　 綜上所述,不同土地利用方式下土壤的N2O排放有明顯差異,主要受氮肥施用量控制,菜地、水改旱和果園由于氮肥施用量較高,土壤中的可溶性有機(jī)碳氮、微生物生物量碳氮含量和微生物商亦較高,相應(yīng)地N2O排放量也