不同水分对半干旱地区砂壤土温室气体排放的短期影响

李平 ，魏玮 ，郎漫 *

（1.南京信息工程大学，江苏省农业气象重点实验室，南京 210044；2.南京信息工程大学应用气象学院，南京 210044）

CO2、N2O 和 CH4是 3 种重要的温室气体，在所有温室气体中CO2的增温效应贡献为60%，工业革命后大气中CO2浓度持续递增，2018 年大气中CO2浓度为407.8 μL·L-1[1]，预计到 2100 年将达到 540～970 μL·L-1[2]。大气中 N2O 和 CH4的浓度虽然没有 CO2高，但是其百年尺度上的增温效应分别是CO2的310 倍和21 倍，对温室效应的贡献分别为7.9%和14.3%[3]。受人类活动影响，大气中N2O 和CH4的浓度正在以每年约0.3%和0.8%的速度增长，2018 年大气中N2O 和CH4浓度为 331.1 nL·L-1和 186.9 nL·L-1[1]，预计到2100年将分别增加38～44 nL·L-1和190～197 nL·L-1[2]。土壤作为大气中温室气体的主要排放源，灌溉、施肥、耕作方式等都会通过影响土壤理化性质而对温室气体排放产生影响[4-5]，其中土壤水分含量是一个重要影响因素。

土壤排放的N2O 主要经由硝化和反硝化过程产生，不同水分含量下两个过程发生的强度及N2O 排放量有很大差异。土壤含水量通过影响土壤中氧气分压而影响土壤硝化过程产生的N2O 量，在一定水分含量范围内，硝化速率及N2O 排放量随水分含量的增加显著增加[6]；之后水分含量进一步增加，土壤氧压下降反而会降低硝化速率并增加N2O 占硝化氮的比例[7]。Wrage 等[8]指出，水分含量变化会使土壤功能微生物群体发生改变。水分含量增加导致的土壤氧气含量减少有助于硝化细菌反硝化过程的发生，从而排放大量N2O[9]。土壤水分含量对反硝化过程的影响存在一个临界值，大于这个临界值时，反硝化速率随水分含量的增加而显著增加。……