黄土高原小麦田和苹果园土壤氧化亚氮（N2O）排放研究

氧化亚氮（N2O）既是重要的温室气体，又是破坏同温层中臭氧的化学物质之一。土 地利用变化和土地利用强度被认为是影响地区和全球N2O 排放的重要因素。有关土地利用 变化对N2O 排放影响的研究，大多在热带地区开展，干旱和半干旱地区相关的研究很少。 黄土高原位于中国的西北部，主要特征是干旱和大量的水土流失。由农田转为果园是 黄土高原地区近30 年来一种主要的土地利用变化方式。从2007 年4 月到2009 年9 月采 用静态箱气相色谱法对黄土高原两种主要农田利用方式下（小麦田和苹果园）N2O 的排放 进行了连续监测。共设置五个处理，小麦田设置两个处理，有小麦田（有小麦生长）、无 小麦田（无小麦生长）；苹果园设置三个处理，距果树2.5 m（D 2.5）、1.5 m（D 1.5）、0.5 m（D 0.5）。每两周采样一次，在施肥后、降雨后、翻地后和冻融交替期都加大了采样的 频率。主要研究结果如下： 1) 有小麦田、无小麦田N2O 排放量年际变化不大；2007 年7 月到2008 年6 月，2008 年 7 月到2009 年6 月无小麦田N2O 年排放量比有小麦田分别高15.4%和7.18%，这主要 是由于小麦生长与微生物竞争矿质氮导致有小麦田N2O 年排放量比无小麦田低。 2) 苹果园土壤N2O排放量年际变化较大，2008 年5 月到2009 年4 月的N2O排放量比2007 年5 月到2008 年4 月高20.7%，主要原因是2008 年夏季降雨量（289.2 mm）是2007 年夏季降雨量(150.5 mm)的1.92 倍使得2008 年夏季N2O 排放量是2007 年夏季的2.81 倍。 3) 小麦田的 N2O 排放除过在耕地后和施肥后排放明显增加之外，通常都低于苹果园三个 处理的N2O 排放；小麦田N2O 年均排放量为2.05 kg·N2O·ha-1·yr-1，苹果园土壤N2O 年 均排放量为2.50 kg·N2O·ha-1·yr-1，年均的N2O 排放量（2007 年6 月到2008 年5 月，2008 年6 月到2009 年5 月），苹果园土壤比小麦田高25.1%；年均的排放系数小麦田为 0.966%，苹果园为0.531%。 4) 小麦田和苹果园土壤N2O排放的季节变化与地温和气温显著相关（p≤ 0.01 或p ≤ 0.05），且施肥、冻融交替、降雨和翻地是影响N2O 排放季节变化的重要因素；小麦田N2O 排 放与土壤孔隙充水率（WFPS）和地温显著线性相关，而苹果园土壤N2O 排放只与气 温显著线性相关。 5) 表层土壤（0-10 cm）有机碳，苹果园比小麦田高7.08%，但苹果园N2O 排放量比小麦 田高25.1%，苹果园表层土壤有机碳增加对大气中CO2 固持的收益，被苹果园高的N2O 排放量部分抵消。 6) 小麦田土壤和苹果园土壤的土壤孔隙充水率（WFPS）通常都低于60%，所以在本地区， 硝化反应是N2O 的重要生成源。