[发明专利]一种测定森林枯落物对土壤硝化反硝化贡献率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及地球化学领域，具体地说，涉及一种测定森林枯落物对土壤硝化反硝化贡献率的方法。

背景技术

据政府间气候变化专门委员会（IPCC）研究指出，从工业化时代开始，人类活动已引起全球温室气体排放增加，其中自1970年至2004年期间排放增加了70%。自1750年以来，由于人类活动导致全球大气CO₂、N₂O和CH₄浓度明显增加，目前已经远远超出了根据冰芯记录测定的工业化前几千年中的浓度值。CO₂是最重要的人为温室气体，自1970年至2004年间，CO₂的排放增加了大约80%，其浓度变化从工业革命前的280ppm上升到2005年的379ppm；而N₂O是一种相对稳定的温室气体，其全球增温潜能（Global Warming Potential，GWP）是CO₂的296倍，其浓度从工业革命前的270ppm上升到2005年的319ppm。根据推测的气体排放情景，到2100年大气中持续增高的温室气体浓度预计会使全球陆面平均温度升高1-3.5℃。温度的升高可导致全球降水格局发生改变，导致高纬度冬季降水增加，更多的极端温度天气的出现以及不同地区将会出现干旱和涝灾。气候上发生的变化可能潜在地影响着陆地生态系统的生产力。

森林土壤的氮素储量超过森林生态系统总氮量的85%。因而，森林土壤生态系统在调节着碳氮平衡、减缓大气中的CO₂、N₂O等温室气体浓度上升以及维护全球气候变化具有不可替代的作用。而根系的生长对土壤的发育具有重要的作用，尤其是根际区是土壤微生物活跃的区域，对改良土壤具有重要的贡献，影响着森林土壤生态系统调节碳氮平衡。

土壤硝化反硝化过程是N₂O温室气体释放的主要过程，在现有的技术中，仅测定森林土壤释放N₂O温室气体来研究土壤生态系统在调节碳氮平衡，而在林地清理中，森林枯落物对土壤硝化反硝化过程的贡献率的确定目前尚无法直观的测定方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种测定森林枯落物对土壤硝化反硝化贡献率的方法。

为了实现本发明目的，本发明首次提出森林枯落物对土壤硝化反硝化过程的贡献率的概念，旨在提供一种定量测定森林枯落物对土壤硝化反硝化过程的贡献率方法。

本发明的一种测定森林枯落物对土壤硝化反硝化贡献率的方法，首先，在森林中选取20m×20m的样地，在样地内，按S形取点方法，选取10个1m×1m的小单元，并将地表枯落物清理干净；然后，将1m（长）×1m（宽）×0.5m（高）的尼龙网框固定在1m×1m的小单元上方，以保证小单元内没有枯落物的存在；最后，采用环刀（原位）取样，利用BaPS土壤氮循环监测系统（气压过程分离技术）测定2m×2m的小单元内土壤硝化、反硝化速率，同时测定临近1m×1m小单元1m处的土壤硝化、反硝化速率，利用以下公式I和公式II计算出森林枯落物对土壤硝化反硝化过程的贡献率：

Cn=SN₁/SN₂×100%   式I

式I中：

Cn：森林枯落物对土壤硝化过程的贡献率，单位：%；

SN₁：2m×2m的小单元土壤硝化速率，单位：μgN/kg SDW h；

SN₂：临近2m×2m的小单元土壤硝化速率，单位：μgN/kg SDW h；

Cd=SDN₁/SDN₂×100%   式II

式II中：

Cd：森林枯落物对土壤反硝化过程的贡献率，单位：%；

SDN₁：2m×2m的小单元土壤反硝化速率，单位：μgN/kg/h；

SDN₂：临近2m×2m的小单元土壤反硝化速率，单位：μgN/kg/h。

前述的方法，利用BaPS土壤氮循环监测系统测定的时间为12h。

前述的方法，所述尼龙网框的孔径为1mm。