【摘 要】
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大气中N_2O含量上升引起的气候变暖和臭氧层破坏已成为全球所关注的重要问题。如何减缓大气中N_2O含量的增加成为目前所面临的重大挑战。森林土壤是N_2O的主要排放源之一。目前,采伐对N_2O排放的影响是抑制还是促进作用仍然不太明确。一方面,本研究在充分搜集现有文献的基础上,收集了全球范围内有关采伐对土壤N_2O影响的实验结果,通过一一筛选,建立研究数据库。运用Meta分析方法,分析采伐对森林土壤N
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大气中N2O含量上升引起的气候变暖和臭氧层破坏已成为全球所关注的重要问题。如何减缓大气中N2O含量的增加成为目前所面临的重大挑战。森林土壤是N2O的主要排放源之一。目前,采伐对N2O排放的影响是抑制还是促进作用仍然不太明确。一方面,本研究在充分搜集现有文献的基础上,收集了全球范围内有关采伐对土壤N2O影响的实验结果,通过一一筛选,建立研究数据库。运用Meta分析方法,分析采伐对森林土壤N2O通量及相关土壤环境因子的影响,揭示了其影响机制。另一方面,以我国亚热带典型人工杉木林为研究对象,设置对照(UC)、皆伐后天然更新(CN)、皆伐后穴状更新(CAS)、皆伐后全垦更新(CAO)4种处理,以探讨皆伐及更新措施对土壤N2O排放通量的影响。通过Meta分析得到如下主要结论:(1)皆伐早期、中期显著增加了土壤N2O的排放通量,轻度、中度采伐对其影响不显著。皆伐长期对N2O排放通量的影响较为复杂,视新形成的森林类型而定。采伐针阔叶混交林和针叶林对N2O排放通量影响较小,但采伐阔叶林后N2O的排放通量显著增加。(2)土壤pH、温度、湿度、TN、SOC、NO3--N、NH4+-N、MBC和MBN等9个土壤环境因子中,采伐显著增加了土壤NO3--N、土壤温度,显著降低了土壤pH。与轻度、中度采伐相比,皆伐对土壤NO3--N、NH4+-N、土壤温度和pH影响较大。对于不同的恢复时期,采伐后早期的土壤温度和NO3--N显著增加。采伐中期仅NO3--N显著升高。采伐后长期的SOC和pH显著下降,MBN和土壤温度显著增加,NO3--N没有得到统一结果。总体而言,采伐主要通过影响土壤NO3--N和温度进而影响土壤N2O的排放。(3)对于不同的森林类型,采伐显著增加了阔叶林土壤NO3--N、温度、湿度,显著降低了其pH,显著增加了针叶林的土壤温度。采伐对阔叶林的土壤环境因子影响更大。通过皆伐更新实验,得到如下主要结论:(1)皆伐后天然更新(CN)早期显著增加了土壤N2O排放。皆伐后实施的穴状整地对其影响不大,但全垦整地显著增加了土壤N2O排放。(2)N2O通量与土壤温度、湿度、NO3--N、MBC、MBN、WSOC、WSON、NH4+-N等具有显著相关性。其中,土壤温度、土壤湿度、NO3--N、SOC、MBC、MBN WSON是N2O通量的重要影响因子,土壤温度对其影响最大。(3)皆伐及更新措施降低了土壤pH、湿度,增加了土壤温度、NO3--N、MBC、MBN、WSOC、WSON等含量,从而促进了硝化、反硝化作用,进而增加了N2O排放。
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