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寒温带针叶林土壤CH_4吸收对模拟大气氮沉降增加的初期响应

高文龙  程淑兰  方华军  陈燕  王永生  张裴雷  徐敏杰  
【摘要】:土壤甲烷(CH4)吸收是森林生态系统碳循环的重要环节,研究大气氮(N)沉降增加情景下北方森林土壤CH4吸收通量及其驱动机制至关重要。以大兴安岭寒温带针叶林作为研究对象,构建了低剂量、多形态的增N控制实验,研究了2010年生长季(6—10月)土壤CH4吸收通量对增N的初期响应及其环境驱动机制。结果表明:整个生长季,寒温带针叶林土壤表现为大气CH4的汇,土壤CH4平均吸收通量为(51.5±4.7)μg m-2h-1,主要由0—10 cm层土壤水分驱动。除了低剂量的NO-3-N输入促进了土壤CH4氧化外,低剂量的N输入总体上没有显著改变寒温带针叶林土壤CH4净吸收通量。另外,增N没有显著改变0—10cm层土壤水分、温度和土壤pH值,但显著增加了0—10cm矿质土壤NH+4-N和NO-3-N含量。研究表明,受N限制的北方森林土壤CH4吸收对增N响应的敏感程度与土壤CH4活性氧化区域、土壤NH+4-N和NO-3-N含量的空间分布格局以及相对比例有关。在分析北方森林土壤CH4通量及其驱动因子对N沉降增加的响应时,除要考虑N沉降水平影响外,还应考虑N沉降类型(NH+4-N和NO-3-N)的相对影响。

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