一種測定森林枯落物對土壤硝化反硝化貢獻率的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種測定森林枯落物對土壤硝化反硝化貢獻率的方法，在森林中選取20m×20m的樣地，在樣地內，按S形取點方法，選取10個1m×1m的小單元，并將地表枯落物清理干凈；然后，將大小為1m×1m×0.5m的尼龍網框固定在1m×1m的小單元上方，以保證小單元內沒有枯落物的存在；最后，采用環(huán)刀取樣，利用BaPS土壤氮循環(huán)監(jiān)測系統測定1m×1m的小單元內土壤硝化、反硝化速率，同時測定臨近1m×1m小單元的土壤硝化、反硝化速率，根據公式計算出森林枯落物對土壤硝化反硝化過程的貢獻率。本發(fā)明對于林地清理中，掃除枯落物對土壤硝化反硝化過程的貢獻率的確定，對于了解整個森林的枯落物層參與地球生物化學氮循環(huán)具有重要的作用。
【專利說明】 一種測定森林枯落物對土壤硝化反硝化貢獻率的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及地球化學領域，具體地說，涉及一種測定森林枯落物對土壤硝化反硝化貢獻率的方法。
【背景技術】
[0002]據政府間氣候變化專門委員會(IPCC)研究指出，從工業(yè)化時代開始，人類活動已引起全球溫室氣體排放增加，其中自1970年至2004年期間排放增加了 70%。自1750年以來，由于人類活動導致全球大氣C02、N2O和CH4濃度明顯增加，目前已經遠遠超出了根據冰芯記錄測定的工業(yè)化前幾千年中的濃度值。CO2是最重要的人為溫室氣體，自1970年至2004年間，CO2的排放增加了大約80%，其濃度變化從工業(yè)革命前的280ppm上升到2005年的379ppm ;而隊0是一種相對穩(wěn)定的溫室氣體,其全球增溫潛能(Global Warming Potential,GffP)是CO2的296倍，其濃度從工業(yè)革命前的270ppm上升到2005年的319ppm。根據推測的氣體排放情景，到2100年大氣中持續(xù)增高的溫室氣體濃度預計會使全球陸面平均溫度升高1-3.5°C。溫度的升高可導致全球降水格局發(fā)生改變，導致高緯度冬季降水增加，更多的極端溫度天氣的出現以及不同地區(qū)將會出現干旱和澇災。氣候上發(fā)生的變化可能潛在地影響著陸地生態(tài)系統的生產力。
[0003]森林土壤的氮素儲量超過森林生態(tài)系統總氮量的85%。因而，森林土壤生態(tài)系統在調節(jié)著碳氮平衡、減緩大氣中的C02、N2O等溫室氣體濃度上升以及維護全球氣候變化具有不可替代的作用。而根系的生長對土壤的發(fā)育具有重要的作用，尤其是根際區(qū)是土壤微生物活躍的區(qū)域，對改良土壤具有重要的貢獻，影響著森林土壤生態(tài)系統調節(jié)碳氮平衡。
[0004]土壤硝化反硝化過程是N2O溫室氣體釋放的主要過程，在現有的技術中，僅測定森林土壤釋放N2O溫室氣體來研究土壤生態(tài)系統在調節(jié)碳氮平衡，而在林地清理中，森林枯落物對土壤硝化反硝化過程的貢獻率的確定目前尚無法直觀的測定方法。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種測定森林枯落物對土壤硝化反硝化貢獻率的方法。
[0006]為了實現本發(fā)明目的，本發(fā)明首次提出森林枯落物對土壤硝化反硝化過程的貢獻率的概念，旨在提供一種定量測定森林枯落物對土壤硝化反硝化過程的貢獻率方法。
[0007]本發(fā)明的一種測定森林枯落物對土壤硝化反硝化貢獻率的方法，首先，在森林中選取20mX20m的樣地，在樣地內，按S形取點方法，選取10個ImXlm的小單元，并將地表枯落物清理干凈；然后，將Im (長)Xlm (寬)X0.5m (高)的尼龍網框固定在ImXlm的小單元上方，以保證小單元內沒有枯落物的存在；最后，采用環(huán)刀(原位)取樣，利用BaPS 土壤氮循環(huán)監(jiān)測系統(氣壓過程分離技術)測定2mX2m的小單元內土壤硝化、反硝化速率，同時測定臨近ImX Im小單元Im處的土壤硝化、反硝化速率，利用以下公式I和公式II計算出森林枯落物對土壤硝化反硝化過程的貢獻率:
[0008]Cn=SVSN2XlOO0Z70 式 I[0009]式I 中:
[0010]Cn:森林枯落物對土壤硝化過程的貢獻率，單位:％ ；
[0011]SN1:2mX2m的小單元土壤硝化速率，單位:μ gN/kg SDff h ；
[0012]SN2:臨近2mX 2m的小單元土壤硝化速率，單位:μ gN/kg SDff h ；
[0013]Cd=SDN1ZSDN2XlOO0Zo 式 II
[0014]式II 中:
[0015]Cd:森林枯落物對土壤反硝化過程的貢獻率，單位:％ ；
[0016]SDN1:2mX2m的小單元土壤反硝化速率,單位:μ gN/kg/h ；
[0017]SDN2:臨近2mX2m的小單元土壤反硝化速率，單位:μ gN/kg/h。
[0018]前述的方法，利用BaPS 土壤氮循環(huán)監(jiān)測系統測定的時間為12h。
[0019]前述的方法，所述尼龍網框的孔徑為1mm。
[0020]土壤硝化反硝化過程是N2O溫室氣體釋放的主要過程，在現有的技術中，僅測定了森林土壤釋放N2O溫室氣體來研究土壤生態(tài)系統在調節(jié)著碳氮平衡，而因森林枯落物層對土壤硝化反硝化過程的貢獻率的確定目前尚無法直觀的測定。因而，本發(fā)明對于林地清理中，掃除枯落物對土壤硝化反硝化過程的貢獻率的確定，對于了解整個森林的枯落物層參與地球生物化學氮循環(huán)具有重要的作用，可以為IPCC對研究森林枯落物對全球溫室氣體排放的影響提供基礎數據支撐；另外，對于林業(yè)生產中如何進行森林清理具有重要的指導作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明實施例中使用的S形取點方法。
[0022]圖2為本發(fā)明實施例中ImXlm的小單元樣方，網格所示為Im(長)X Im(寬)X0.5m(高)的尼龍網框。
【具體實施方式】
[0023]以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實施例中所用的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規(guī)手段，所用原料均為市售商品。
[0024]以下實施例中涉及的氣壓過程分離(BaPS)技術利用BaPS 土壤氮循環(huán)監(jiān)測系統進行硝化、反硝化速率的測定，該系統購自德國UMS公司。
[0025]實施例測定森林枯落物對土壤硝化反硝化貢獻率的方法
[0026]首先，在森林中選取20mX20m的樣地，在樣地內，按S形取點方法(圖1)，選取10個ImXlm的小單元，并將地表枯落物掃除干凈。然后，將尼龍網框(孔徑為1mm)，其規(guī)格為Im (長)Xlm (寬)X0.3m (高)，固定在ImX Im的小單元上方，以保證小單元樣方沒有枯落物的存在。最后，通過環(huán)刀原位取樣法，利用世界先進的氣壓過程分離(BaPS)技術測定ImX Im的小單元內土壤硝化反硝化速率的同時，測定臨近ImX Im小單元Im處的土壤硝化反硝化速率。
[0027]測定步驟如下:
[0028]I)在測定前，將帶有土樣的環(huán)刀兩端用于密封的蓋子取下；
[0029]2)測定時，保持室內溫度與土壤采樣時的溫度一致，并測定12小時；[0030]3)測定結束時,利用軟件BaPSSoftware Version2.2.4計算得出土壤硝化與反硝化速率。
[0031]利用以下公式I和公式II確定森林枯落物對土壤硝化反硝化過程的貢獻率:
[0032]
【權利要求】
1.一種測定森林枯落物對土壤硝化反硝化貢獻率的方法，其特征在于，在森林中選取20mX20m的樣地，在樣地內，按S形取點方法，選取10個ImX Im的小單元，并將地表枯落物清理干凈；然后，將大小為ImXlmX0.5m的尼龍網框固定在ImXlm的小單元上方，以保證小單元內沒有枯落物的存在；最后，采用環(huán)刀取樣，利用BaPS 土壤氮循環(huán)監(jiān)測系統測定ImX Im的小單元內土壤硝化、反硝化速率，同時測定臨近ImX Im小單元Im處的土壤硝化、反硝化速率，利用以下公式I和公式II計算出枯落物對土壤硝化反硝化過程的貢獻率:
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，利用BaPS土壤氮循環(huán)監(jiān)測系統測定的時間為12h。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述尼龍網框的孔徑為1mm。
【文檔編號】G01N33/24GK103728434SQ201310706310
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權日:2013年12月19日
【發(fā)明者】余新曉, 涂志華, 陳麗華, 趙陽, 賈國棟, 鄭力文, 吳海龍, 孫豐賓, 王賀年, 鄧文平, 賈劍波, 孫佳美, 梁鴻儒 申請人:北京林業(yè)大學