生物炭和氮沉降对落叶松人工林土壤呼吸及其理化性质的影响1)
2021-11-03胡琛贺云龙黄金莲雷静品
胡琛 贺云龙 黄金莲 雷静品
(国家林业和草原局林木培育重点实验室(中国林业科学研究院林业研究所),北京,100091)
崔鸿侠 唐万鹏 马国飞 荣道军
(湖北省林业科学研究院) (神农架国家公园管理局) (广东省樟木头林场)
土壤是陆地生态系统中最大的碳库[1],有机碳含量高于全球植被和大气的总和[2],有机碳分解对气候变化反馈和气候预测是一个巨大且潜在的不确定性来源[3]。土壤呼吸是土壤碳库向大气输出的主要途径[4-5],是全球陆地生态系统中第二大碳排放来源[6]。
人类活动极大地增加了全球陆地生态系统中的氮沉降[7-8],氮沉降在调节地下生物地球化学过程、森林生产力和微生物生物量及其活动方面起着重要作用,最终影响土壤呼吸[9-10]。Zheng et al.[11]在中国温带森林中进行了模拟大气氮沉降试验,表明氮沉降对生长季CO2累积释放量降低了7.47%;Yan et al.[12]在长白山自然保护区进行的试验表明,在生长季对阔叶红松混交林施氮促进了CO2的排放;而Li et al.[9]对亚热带毛竹林进行的模拟氮沉降试验表明,土壤平均增加1 kg·hm-2·a-1氮,相应土壤CO2排放量增加470 kg·hm-2·a-1,当氮添加量超过60 kg·hm-2·a-1的饱和阈值时,土壤CO2排放量会下降。不同的森林类型和不同的氮添加量对土壤呼吸影响效应并不一致,说明氮添加对土壤呼吸的影响是一个复杂的过程[8]。
生物炭作为一种土壤改良剂和土壤有机碳源[13],在改善土壤质量和功能等方面已经被广泛研究并应用[14-16]。农业生产中,在土壤中添加生物炭可以增加土壤碳储量,它对土壤肥力和作物生产力有重要的作用[17],而作为一种缓解气候变化的工具,生物炭在土壤中的应用可以增加土壤的固碳作用以及减少CO2的排放[15,18-19]。……
