《有機氮異養硝化過程對土壤N2O排放的貢獻》是依託南京師範大學，由張金波擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：有機氮異養硝化過程對土壤N2O排放的貢獻
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張金波
- 依託單位：南京師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
氧化亞氮(N2O)是一種重要的溫室氣體。土壤是重要的N2O排放源，但是，迄今為止，由於對土壤N2O產生過程的認識不清楚，有關土壤N2O排放量的估算還存在很大的不確定性。已有研究結果表明，土壤有機氮異養硝化過程可能是重要的N2O產生途徑，然而目前尚不清楚不同土地利用方式下，土壤有機氮異養硝化對N2O排放貢獻的特點？該過程中N2O的產生比例多大？其主要因素是什麼？針對這些科學問題，本項目以森林、草地、農田等不同利用方式的土壤為研究對象，以15N穩定同位素記試驗方法為手段，測定土壤有機氮異養硝化過程對土壤N2O排放的貢獻，明確其變化特點；採用MCMC數值最佳化方法測定土壤有機氮異養硝化過程初級轉化速率，計算有機氮異養硝化過程中N2O的產生比例，闡明其影響因素。研究結果對於完善土壤N2O排放預測模型，提高大尺度土壤N2O排放量估算的準確性具有重要意義。
結題摘要
已有研究結果表明，土壤有機氮異養硝化過程可能是重要的N2O產生途徑，然而目前尚不清楚土壤有機氮異養硝化對N2O排放貢獻多大,其主要因素是什麼？針對這些科學問題，本項目以森林、草地、農田等不同利用方式的土壤為研究對象，以15N標記方法為主要手段，結合MCMC數值最佳化模型和分子生物學技術，研究了不同土地利用方式下土壤N2O的主要產生途徑及其影響因素，探討了土壤pH、有機物含量和組成結構、C/N等土壤性質對土壤有機氮異養硝化過程產生N2O的影響和微生物機制，並開展了利用15N標記技術探究原位土壤N2O產生途徑的研究工作。研究結果表明，土壤有機氮異養硝化過程對亞熱帶酸性森林土壤N2O排放有重要的貢獻，貢獻率為13.0%~75.0%（平均值44.7%），這是導致亞熱帶林地土壤N2O的平均產生速率顯著高於溫帶林地的重要原因。土地利用方式會顯著影響紅壤N2O的產生途徑，農田土壤N2O主要來源於自養硝化作用（42.8%）和反硝化作用（54.5%），異養硝化的貢獻很低。但在林地土壤中，44.6%的N2O來源於異養硝化作用。異養硝化作用對N2O排放的貢獻率與土壤pH 顯著負相關（p＜0.05），而與土壤C:N 和有機碳含量均顯著正相關（p＜0.01）。因子控制試驗結果表明，低pH 條件下異養硝化作用對N2O排放貢獻率較高的主要原因是酸性條件激發了異養硝化速率。真菌是驅動異養硝化過程的主要微生物，Phialocephala，Chloridium 和Tararomyces可能是執行土壤異養硝化作用的主要真菌屬。高C:N比並不是異養硝化作用發生的必要條件，土壤有機碳組成結構對該過程有明顯的影響，難分解有機碳組分比例越大越有利於異養硝化作用發生。研究結果對於完善土壤N2O排放預測模型，提高大尺度土壤N2O排放量估算的準確性具有重要意義。本項目已發表SCI論文14篇，其中第一標註11篇；項目成員中1人入選中組部“萬人計畫”青年拔尖人才、1人入選江蘇省中青年領軍人才培養計畫，培養博士研究生4名。組織召開了“15N示蹤與質譜分析在土壤氮素循環研究中的套用”研討會，向同行介紹了本項目的研究成果。
