《表3 氮输入对森林土壤CH4吸收的影响》

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《全球变化对森林土壤甲烷吸收的影响及其机制研究进展》


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施氮对森林土壤CH4吸收的影响存在促进、抑制和不变3种结果,但以抑制森林土壤CH4吸收的结果居多(表3).Steudler等[39]最早发现在美国马萨诸塞州的红松林中施加硝酸铵导致土壤CH4的吸收降低了33%.随后,大量模拟氮输入试验相继开展.总体而言,在非氮限制的热带和亚热带地区,增氮倾向于抑制森林土壤CH4的吸收.Zhang等[40]研究发现,氮输入导致我国广东鼎湖山大叶相思林(Acacia auriculiformis)土壤CH4的吸收降低了21%~35%.陈朝琪等[41]在亚热带森林的模拟氮沉降试验中发现,氮输入使CH4吸收速率下降了7%~31%.究其原因为:1) 外源氮输入改变了土壤物理扩散性能,间接影响了森林土壤CH4吸收.氮输入增加了凋落物层的厚度和植被根系生物量,加大了大气CH4向土壤剖面扩散的难度[42-43];2) 通过竞争抑制、毒性抑制[如NH3和CH4在分子水平上竞争甲烷单加氧酶(MMO)、代谢产物(羟胺和NO2-)的影响、土壤酸化以及溶出Al3+的毒害作用和盐基渗透压等]等直接影响森林土壤CH4的吸收[44-45].而在氮限制的森林中,外源氮输入引起的生态系统碳截留会提高氮限制森林土壤CH4的氧化潜力[46],氮沉降减轻了氮对细胞生长的限制作用,甲烷氧化菌的活性增强[47],另外,氮输入会增加氨氧化菌活性和数量,在一定条件下氨氧化菌也能氧化CH4[48],因而增氮对森林土壤CH4吸收的影响多为促进或不变.Maljanen等[47]在试验中发现,添加草木灰和硝酸铵增强了甲烷氧化菌的活性,使得北方云杉(Picea asperata)林土壤CH4的吸收速率提高了16%.