庐山毛竹扩张及模拟氮沉降对土壤N_2O和CO_2排放的影响

毛竹是我国南方广泛分布的一种典型的森林资源,其扩张已引发了多方面的生态问题,但是目前关于氮沉降背景下毛竹扩张引起的土壤N_2O和CO_2气体排放变化的研究甚少,且无原位观测数据。采用静态箱-气相色谱法,分析江西庐山毛竹纯林、毛竹扩张形成的毛竹-日本柳杉混交林及日本柳杉纯林3种林分土壤的N_2O和CO_2排放速率和累积排放量及其对模拟氮沉降的响应。结果表明:(1)混交林土壤的NH_4^+-N含量、NO_3^--N含量及pH分别为14.39mg·kg^(-1)、8.65mg·kg^(-1)、4.88,显著高于日本柳杉纯林的9.75 mg·kg^(-1)、5.58 mg·kg^(-1)、4.05,但是混交林土壤DOC含量(236.5 mg·kg^(-1))却显著低于日本柳杉纯林(382.0mg·kg^(-1))。(2)混交林土壤N_2O累积排放量(393.6mg·m^(-2))显著高于毛竹纯林(202.5mg·m^(-2))和日本柳杉纯林(192.8mg·m^(-2)),混交林土壤CO_2累积排放量(4 655 g·m^(-2))显著高于日本柳杉纯林(2 815 g·m^(-2))。(3)模拟氮沉降未对3种林分类型土壤的CO_2排放速率和累积排放量产生显著影响,但明显增加了混交林和日本柳杉纯林的N_2O累积排放量。本研究表明:毛竹扩张不同阶段土壤的理化性质、N_2O及CO_2排放表现出不同特征。毛竹扩张过程中一定程度上增大了土壤N_2O和CO_2的排放量,但是完全扩张后N_2O排放出现明显下降趋势,而CO_2的排放未发生显著变化。同时,氮沉降促进了毛竹未扩张和扩张初期土壤的N_2O排放,而对CO_2排放未产生显著影响。表明在未来气候变化条件下管理亚热带毛竹扩张时,必须明确考虑这些生态系统组成、结构和影响因子之间的影响。