论文部分内容阅读
羰基硫(COS)和二甲基硫(DMS)是大气中含量最丰富的两种挥发性有机含硫物(VOSCs),会直接对人体健康产生影响,还会参与光化学反应,促进酸雨的形成、破坏地球辐射平衡和臭氧层。土壤是大气COS和DMS的重要来源,影响土壤COS和DMS通量的因素很多,如温度、含水率、大气CO2浓度、氮沉降等,造成了全球硫循环的难以估算。在当前全球温室效应、降雨格局改变和大气氮沉降增加背景下,研究土壤COS和DMS通量对各种环境因子改变的响应很有必要。本研究分为两部分:选用亚热带旱地土壤,使用动态箱/GC-MS法,分别测量原状过筛土柱COS和DMS通量,探讨进气浓度、温度、含水率变化和C02浓度增加对土壤COS和DMS的影响,研究结果如下:(1)灭菌后土壤COS和DMS的吸收显著被抑制,说明COS和DMS的释放和吸收主要是生物过程。当进气COS浓度较高,相较于原状土柱,过筛土柱COS的吸收显著被抑制;无论DMS进气浓度如何变化,原状过筛土柱DMS无显著差异。进气COS和DMS浓度的增加均会促进土壤COS和DMS的吸收。(2)当温度为25℃时,原状土柱释放COS最大,为15.20pmol·m-2·s-1,过筛土柱吸收COS最小,为-100.37 pmol·某m-2·s-1;温度为35 ℃时,过筛土柱DMS吸收最大为-3330.21 pmol·m-2·s-1。当含水率为50%最大持水量时,原状土柱释放COS最小为0.90 pmol·m-2·s-1;含水率为20%最大持水量时,过筛土柱DMS吸收最大为-2175.06 pmol·m-2.s-1。大气CO2浓度增加会抑制土壤COS的释放。选用亚热带森林土壤,设置两种氮水平:施加0和60 kg·N·ha-1·a-1的硝酸铵;选用两种凋落物:马尾松和杉木凋落叶,模拟凋落叶分解过程中氮沉降对土壤COS和DMS的影响,研究结果如下:(1)凋落物种类和分解过程会影响土壤COS和DMS的通量。对于未施氮的土壤处理,添加马尾松和杉木凋落叶会显著促进土壤COS的释放,年COS累计释放分别为33.23和29.63 mg·S·m-2,大于无凋落叶土壤(23.95 mg·S·m-2)。添加杉木凋落物会显著抑制土壤释放DMS,年DMS累计通量为-13.16 mg.S.m-2,显著低于无凋落叶和添加马尾松凋落叶,年DMS累计通量分别为9.49和10.21 mg·S·m-2。(2)氮添加会直接影响土壤释放DMS,施氮前后土壤年DMS累计通量为9.49 mg·S·m-2,显著小于施氮后(14.96 mg·S·m-2);氮添加会显著促进添加马尾松和杉木凋落叶土壤年COS累计释放速率,施氮后添加马尾松和杉木凋落叶的土壤分别为57.68和44.16 mg·S·m-2,显著大于施氮前的33.23和29.63 mg·Sm-2。施氮还会通过影响凋落叶分解进而影响不同阶段COS和DMS通量。(3)氮添加凋落叶分解过程会改变土壤理化性质,其中土壤pH下降后保持平稳,有机质及全氮前期下降后期上升,土壤C/N 一直保持降低的趋势。各微生物指标也发生改变,土壤呼吸速率整体呈下降的趋势,未加氮土壤MBC/MBN呈下降趋势,而施氮后土壤MBC/MBN先下降后保持不变。土壤COS和DMS的释放与土壤pH、全氮、MBC/MBN及土壤呼吸显著正相关,与土壤C/N显著负相关。因此温度、湿度、CO2浓度、大气COS和DMS浓度、氮沉降和凋落叶等不同因子均会直接或间接影响土壤COS和DMS。