文献综述

摘要：

我国已成为继欧洲、北美之后的第三大氮沉降区,在未来的几十年中,氮沉降量会随着经济的发展还会继续增加,氮沉降增加将改变森林土壤的基本理化性质和氮素供应,进而影响土壤的碳循环和积累过程以及土壤温室气体（CO₂、N₂O、CH₄）的交换通量。福建戴云山是我国典型的温带森林分布区,数据表明该地区的氮沉降量已经超过欧洲许多国家的氮沉降量,但是对福建戴云山毛竹林森林土壤氧化亚氮和二氧化碳排放的研究至今还未见报道。

关键词：大气氮沉降,温室气体、硝化反应与反硝化反应、温带森林土壤

引言：

森林生态系统作为陆地生态系统的主体,在全球碳氮循环中起着至关重要的作用,森林土壤是CO₂和N₂O等主要温室气体的源、汇地之一,因此研究森林生态系统对全球气候变化的影响是十分必要的,经研究表明,对大多数温带森林生态系统,氮的可利用性是森林生产力的主要限制因子,而大气氮沉降将影响森林土壤的氮素供应和积累,因此研究大气氮沉降对森林土壤中温室气体的排放是具有深远意义的。

正文：

关于大气氮沉降的研究：大气氮沉降是指各种化合物通过湿沉降和干沉降的形式从大气中移出并降落到地表的过程。从20世纪80年代开始,一些科学家开始对氮沉降增加对生态系统产生的影响展开了研究,这些研究主要集中于欧洲与北美。欧共委员会与20世纪80年代末资助氮饱和实验研究影响系统“氮饱和”各种因素和过程,资助欧洲森林生态系统实验操作研究其对森林生态系统的影响。1988年美国在马塞诸塞中部的Harvard实验林中实施“氮长期改善计划”,至今长达二十多年,监测网络覆盖美国全国,取得一系列研究成果。有研究表明,不断增强的氮沉降会改变碳和氮转化的模式,从而影响温室气体的排放^[1]。在未受污染的森林中,溶解的有机氮往往是氮的主要损失,而溶解的无机氮的相对损失量随着大气负荷的增加而增加^[2]。我国对氮沉降影响的研究起步较晚,早期只有肖辉林、万洪福等人介绍了欧美地区的氮沉降研究。莫江明、方运霆等人在广东鼎湖山人工模拟氮沉降,研究其对南亚亚热带森林生态系统的影响机理^[3]。樊后保等人带领的研究组也于2003年开展了模拟氮沉降对亚热带森林生态系统的研究^[4]。

大气氮沉降对土壤CO₂排放的影响：土壤排放CO₂即土壤呼吸作用,主要有植物根系呼吸和微生物代谢产生,另有少部分来自于土壤动物呼吸和含氮物质的化学氧化。目前,针对森林土壤呼吸对氮沉降响应的研究主要集中在欧洲和北美,得到了许多不尽相同的研究结论。Steudler等人在热带雨林模拟氮沉降实验后,得出氮素输入能够提高森林生态系统生产力,促进CO₂的排放^[5]。短期氮沉降会促进土壤的呼吸。莫江明等人在研究南亚热带森林土壤呼吸对氮沉降的响应后,得出外源氮素输入对季风林土壤呼吸有明显的促进作用,但对马尾松林的混交林样地CO₂排放却无明显影响^[3]。根据以上的结论可以得知氮沉降的确会对土壤呼吸作用产生影响。