森林土壤氧化亚氮排放对大气氮沉降增加的响应研究进展

森林土壤N2O来源于土壤氮素的氧化还原反应,硝化、反硝化、硝化细菌反硝化以及化学反硝化是其产生的四个关键过程。当前,氮素富集条件下森林土壤N2O排放存在硝化和反硝化主导作用之争,对大气氮沉降增加的响应模式以及微生物驱动机制尚不清楚。综述了森林土壤N2O来源的稳定性同位素拆分,森林土壤总氮转化和N2O排放对增氮的响应规律,增氮对N2O产生菌群落活性和组成的影响,并指出研究的薄弱环节与未来的研究重点。总体而言,森林土壤N2O排放对大气氮沉降增加的响应呈现非线性,包括初期无明显响应、中期缓慢增加和后期急剧增加三个阶段,取决于森林生态系统"氮饱和"程度。施氮会引起森林土壤有效氮由贫氮向富氮的转变,相应地改变了土壤硝化细菌和反硝化细菌群落丰度与组成,进而影响土壤N2O排放。由于森林土壤N2O排放监测、土壤总氮转化和N2O产生菌群落动态研究多为独立进行的,难以阐明微生物功能群与N2O排放之间的耦合关系。未来研究应该有机结合15N-18O标记和分子生物学技术,准确量化森林土壤N2O的来源,揭示森林土壤N2O排放对增氮的非线性响应机理。     

林分类型和氮添加对亚热带森林土壤氧化亚氮排放的影响

为揭示亚热带森林土壤N₂O排放对林分类型和氮添加的响应特征,选取位于福建省三明市的中亚热带米槠次生林、杉木人工林和马尾松人工林土壤为研究对象,分别设置无氮添加(N0 mg/kg)、低氮添加(N10 mg/kg)、中氮添加(N25 mg/kg)和高氮添加(N50 mg/kg)4个氮添加水平,进行微宇宙培养试验,测定土壤N₂O排放。结果表明：与无氮添加处理相比,氮添加整体上降低3种林分土壤pH,增加土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N含量。无氮添加处理中杉木人工林和马尾松人工林土壤N₂O累积排放量分别为9.67和9.62 mg/kg,显著高于米槠次生林土壤N₂O累积排放量6.81 mg/kg。低氮添加处理中杉木人工林和马尾松人工林土壤N₂O累积排放量显著高于米槠次生林。但在中氮和高氮添加处理中,3种林分土壤N₂O累积排放量均无显著性差异。不同氮添加处理均促进3种林分土壤N     

旱地农田氧化亚氮排放研究进展

针对北方旱地农田N2O的产生机理、排放规律及影响因素进行综述,指出影响旱地土壤N2O排放的主要因素是施肥、灌水和农田耕作等人为因素,合理施氮和增加土壤碳贮存是缓解温室气体排放的重要途径,并提出今后应进一步加强不同立地条件下的长期高频农田生态系统N2O排放观测、N2O产生的关键微生物过程与机理与相关观测及通量相结合和农田温室气体排放模型的应用等方面的研究。     

农业土壤排放氧化亚氮的影响因素分析

氧化亚氮（N₂O）是重要的温室气体之一。本文从施肥、灌溉、耕作、种植作物及土地用途改变等方面论述了农业活动对土壤排放氧化亚氮的影响，并总结了减排措施。     

农业土壤排放氧化亚氮的影响因素分析

氧化亚氮（Ｎ２Ｏ）是重要的温室气体之一。本文从施肥、灌溉、耕作、种植作物及土地用作改变等方面论述了农业活动对土矿氧化亚氮的影响，并总结限减排措施。     

季节性冻融对2种温带森林土壤微生物量碳和氮的影响

为研究长白山森林土壤微生物量对季节性冻融变化的响应,利用原位培养连续取样法测定了长白山地区2种典型森林土壤在春季和秋季冻融期间微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)含量的动态变化。结果表明:2种林型各层次土壤微生物量随冻融格局变化而变化。在春季冻融前期,2种林型各层次土壤微生物量皆表现出升高趋势,而在秋季冻融前期表现出降低现象,在春季和秋季土壤冻融期具有多次爆发式增长而又迅速下降特征,且存在一个或多个微生物量峰值。2种林型上层土壤微生物量多高于下层土壤,且上层土壤在冻融期间变化更加剧烈,而下层土壤各时期微生物量碳、氮比波动情况高于上层土壤。相比长白松林,硬阔叶林各层次土壤微生物量在各冻融时期含量更高。     

影响氧化亚氮形成与排放的土壤因素

土壤中Ｎ２Ｏ形成、散发与地球温室效应有密切关系。土壤中Ｎ２Ｏ是通过硝化和反硝化过程形成的。由于硝化和反硝化过程中均产生Ｎ２Ｏ，故凡影响这两个过程的因素都会对Ｎ２Ｏ的形成发生作用。土壤通气状况、土壤水分含量、土壤氮素状况与氮肥施用、土壤ｐＨ、土壤有机物含量与组成、土壤质地结构及耕作利用等土壤因素都会影响Ｎ２Ｏ的形成与排放。     

外源氮输入影响下沼泽化草旬湿地土壤有机碳矿化和N2O排放动态研究

采用室内模拟实验,研究沼泽湿地土壤N2O排放和有机碳矿化对不同外源氮输入浓度的响应特征.整个培养期(23 d)内N2O排放量为2696.85(N0),5362.61(N1),8288.48(N2),7903.84(N3)μg/kg,处理间差异达到极显著水平(p<0.01),随氮输入量增加呈现先增加后降低的趋势,表明适当的氮输入促进土壤N2O排放,过量的氮输入则对土壤N2O排放有一定的抑制作用.各氮输入处理有机碳矿化速率在培养期内各阶段都低于对照,各氮输入处理之间差异不显著,表明氮输入降低有机碳矿化速率.氮输人对土壤微生物量碳影响不大,而土壤微生物置氮随氮输入量增大而增大.     

氮输入对陆地生态系统碳库的影响研究进展

碳氮循环是生物地球化学的重要过程。陆地生态系统碳循环在全球碳收支中占有重要的地位,人类活动导致生态系统中氮含量增加,影响土壤和植物体中碳的积累与重新分配,对陆地生态系统不同的碳过程产生不同的影响。本文综述了近年来氮输入的研究现状,并对未来的研究方向做了展望,提出今后重点研究的方向。     

春季解冻过程对2种温带森林土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮的影响

为了研究春季土壤冻融过程对碳氮周转的影响,以长白山地区2种森林土壤为研究对象,利用原位培养连续取样法,测定和分析了土壤微生物量碳(MC)、氮(MN)和可溶性有机碳(DOC)、氮(DON)在春季解冻期间的含量动态变化。结果表明:土壤解冻过程中,2种林型土壤微生物量碳、氮的时间变化动态不同,且土壤微生物量碳、氮表现出明显的垂直空间异质性,0—10cm土层土壤微生物量氮显著高于10—20cm土层。除个别时期外,0—10cm土层土壤微生物量碳亦显著高于10—20cm土层土壤。解冻过程中,2种林型0—10cm土层土壤DOC含量时间变化动态基本一致,而红松阔叶林10—20cm土层土壤最大DOC释放量早于次生白桦林。2种林型DOC释放过程集中于解冻中后期。解冻期2种林型土壤DON时间变化动态表现一致,最大土壤DON释放量出现在解冻中后期。解冻期2种林型土壤DON存在明显的垂直空间分布特征,0—10cm土层土壤DON含量显著高于10—20cm土层。     

农田土壤N_2O排放研究进展

农田土壤的N2O排放主要是在微生物的作用下通过硝化和反硝化作用产生的。土壤中多变的理化性质影响各种微生物的生长,因而硝化和反硝化过程中产生N2O的途径也不同,尤其以硝化过程的研究进展最快。影响N2O的生成和排放有:土壤含水量、温度、O2以及土壤结构和质地等物理因素,pH和氮肥等其它因素。本文详细地阐述旱地和水田土壤中这些影响因子与N2O的作用机理的差异,及农田土壤中的N2O排放估计的方法。区分硝化和反硝化作用中生成N2O的贡献可用15N标记法和不同浓度的乙炔抑制法。     

Influence of Watering Methods on the Short-Term Pulse Emissions of Nitrous Oxide from Disturbed Horticultural Soil

To reveal the impact of soil disturbance and surface watering (SW) following soil disturbance on the pulse nitrous oxide (N₂O) emissions, incubated experiments were conducted on disturbed soil with two watering regimes [surface watering only (SWO) and subsurface watering followed by surface watering (SUW+SW)]. Intensive soil disturbance led to pulses N₂O emissions from SUW + SW soil (>8,693 μg N₂O m^?2 h^?1 with a peak of 30,938 μg N₂O m^?2 h^?1), although the water-filled pore space (WFPS) was substantially lower than the previously reported optimal soil moisture range (45–75% WFPS) for peak N₂O emissions. N₂O emissions from the disturbed soil after SW were much lower than those from SUW + SW soil, increased as the soil dried, and peaked when the WFPS fell within the optimal soil moisture range. These peaks were considerably less than those resulting from the intensive disturbance in SUW + SW soil. Thus, SW after intensive soil disturbance may be effective for mitigating of pulse N₂O emissions caused by soil disturbance.     

不同灌溉方式设施土壤N2O排放特征及其影响因素

为探明3种灌溉方式设施土壤N_2O排放特征及相关因素的影响,通过田间试验与室内分析相结合的方法,采用静态箱—气相色谱法与实时荧光定量PCR(Real-time PCR)技术分析不同灌溉方式(滴灌(D30)、渗灌(S30)、沟灌(G30))土壤N_2O排放特征的差异以及土壤温度、湿度、无机氮、反硝化细菌对土壤N_2O排放的影响。研究结果表明,灌溉后1~8d设施土壤会出现明显的N_2O排放高峰;整个番茄生长季沟灌处理土壤N_2O平均排放通量最大,分别较滴灌和渗灌处理高出52.74%和50.82%;与沟灌处理相比,滴灌处理和渗灌处理土壤N_2O排放总量分别降低了54.31%和53.30%。土壤N_2O排放与硝态氮含量(P0.05),土壤湿度呈极显著正相关(P0.01),与土壤温度、铵态氮含量之间关系不显著。不同灌溉方式土壤反硝化细菌丰度差异显著,表现为G30S30D30;土壤N_2O排放与反硝化细菌nosZ丰度呈极显著正相关(P0.01)。综上,土壤湿度、硝态氮、反硝化细菌nosZ是影响土壤N_2O排放的重要因素。与沟灌相比,滴灌与渗灌能够减少设施土壤N_2O排放量。     

Nitrous Oxide Emission in Relation to Paddy Soil Microbial Communities in South China Under Different Irrigation and Nitrogen Strategies

Irrigation and fertilization affect soil microbial communities in relation to nitrogen transformation and consequently impact nitrous oxide (N₂O) emissions from paddy fields. The objective of this study was to investigate the response of N₂O emissions from paddy fields to different irrigation and nitrogen treatments and evaluate how the changes in soil microbial population influence N₂O emissions from paddy fields in South China under different irrigation and nitrogen management. Field experiments of late rice and early rice were conducted with three irrigation methods, i.e. conventional irrigation (CIR), “thin-shallow-wet-dry” irrigation (TIR) and alternate wetting and drying irrigation (DIR), and two nitrogen treatments, including 100% urea-N (FM1) and 50% urea-N and 50% pig manure-N (FM2). Results show that total N₂O emissions of both seasons in DIR were 3.2–3.5 times higher than those in CIR, and the total N₂O emissions of both seasons in FM2 were 1.7 times higher than those in FM1 under DIR. Compared to CIR, TIR augmented the population of nitrifying bacteria (NB) but decreased the population of denitrifying bacteria (DNB) at the milky stage, and DIR enhanced the communities of ammonia-oxidizing bacteria and NB but reduced the DNB. Correlation analysis shows that N₂O emission flux had a significantly positive correlation with soil NB (r= 0.541** and 0.542** for late and early rice fields). Thus, CRI had lower cumulative N₂O emission under FM1, and the changes in the nitrifying bacteria community greatly influenced N₂O emissions from paddy fields under different irrigation and nitrogen strategies.     

氧气浓度对水稻土N2O排放的影响

通过室内模拟试验,在25℃,60%田间持水量条件下,研究了氧气浓度(200、100和20 ml/L)和铵态氮浓度(10、30和50 mg/kg)对6个水稻土(p H 5.23~7.83,黏粒含量71.0~522 g/kg)N_2O排放的影响。结果表明:供试水稻土N_2O排放通量随铵态氮浓度的增加、氧气浓度的下降而增加。逐步回归分析表明,N_2O累积排放量与铵态氮含量、土壤有机碳含量、黏粒含量呈正相关关系,与氧气浓度呈负相关关系(R2=0.845,P0.01)。氧气浓度下降增加N_2O排放可能与硝化产物中N_2O比例增加和反硝化作用加强有关,但不同氧气浓度条件下各N_2O产生过程的贡献还需进一步研究。     

外源氮添加对湿地土壤N_2O排放量的影响

为搞清湿地土壤驱动N2O排放的关键氮源类型,有效减少湿地N2O的排放,本文通过室内控制温湿度,用气相色谱法分析不同外源氮素对湿地N2O排放的影响。结果表明:外加氮源组总是高于对照组N2O排放量(4.4 mg·m-3)。在设定的剂量范围内,单独添加尿素或尿素与硝酸铵1∶1配合时N2O排放量呈现先增后减的单峰分布趋势,峰值分别为10.6 mg·m-3和229.0 mg·m-3;单独添加硝酸铵时N2O排放量(32.6~111.0 mg·m-3)随着氮素添加量增加呈现持续上升趋势。单独添加尿素或硝酸铵、尿素与硝酸铵1∶1配合均促进N2O的排放,但硝酸铵尿素混合添加对N2O排放量的贡献单独添加硝酸铵单独添加尿素。这为预测内蒙古高原区农牧交错带湿地氮素输入可能带来的温室效应和有效减排提供科学依据。     

微生物介导的农业土壤氧化亚氮减排研究进展

氧化亚氮(N₂O)是一种在大气存留时间长且破坏臭氧层的重要温室气体。农业土壤源N₂O是其重要来源,具有产生路径广、影响因素多、调控复杂等特点。减少农业土壤N₂O排放一直是研究的热点。含有N₂O还原酶的N₂O还原细菌能将N₂O还原为氮气(N2),这是目前已知的微生物还原N₂O唯一的汇。直接应用微生物减少农业土壤N₂O排放是一种新兴的减排技术。本文详细阐述了农业土壤N₂O的生物源与汇,重点论述了N₂O减排微生物的筛选及应用策略。综述了微生物介导的农业土壤N₂O减排的两种微生物生态学机制：一种是利用含有nos Z基因的N₂O还原细菌直接减少N₂O排放,另一种是利用能改变N₂O还原细菌群落组成和丰度及其活性的植物根际促生菌间接减少N₂O排放。最后,讨论了影响微生物介导的...     

我国森林土壤健康评价研究进展

保持和提高森林土壤健康是实现森林健康的基础。本文综述了森林土壤健康的概念、评价指标、评价方法及其优缺点。森林土壤健康评价是相对的而不是绝对的,主要以土壤的功能为基础,不同类型土壤的评价应采用不同的标准。因此,须进一步加强评价指标的标准化、综合化和应用化,选择适宜的方法来评价森林土壤健康,从而探索有利于某地区森林土壤健康的管理措施,以实现森林土壤的可持续发展。     

Nitrous Oxide and Carbon Dioxide Emissions from Vietnamese Soil Amended with Different Compost Types at High Temperature

This study aims to determine the effects of compost additions and high temperature on N₂O and CO₂ emissions from a Vietnamese agricultural soil. Soil samples amended with two compost types (commercial compost, SH and chicken compost, CC) at three rates of 1%, 2% and 4% w/w were aerobically incubated at 25°C, 30°C and 35°C for 28 days in the laboratory. N₂O and CO₂ emissions were determined on days 1, 3, 5, 7, 14, 21 and 28. Our results showed that N₂O and CO₂ emissions were significantly affected by temperature, compost additions, and their interactions. Greater N₂O and CO₂ emissions were seen in CC treatments than SH treatments. Higher application rates of CC led to greater N₂O and CO₂ emissions. In SH treatments, higher temperature lowered N₂O emissions but did not affect CO₂ emissions. N₂O and CO₂ emissions were enhanced with CC addition while they showed different responses to increasing temperature.