【摘要】：隨著社會的發(fā)展,由于人類活動而引起的溫室氣體的排放增加使得全球氣候呈現(xiàn)變暖趨勢,因此減緩全球氣候變暖刻不容緩。陸地森林生態(tài)系統(tǒng),因其強(qiáng)大的固碳減排潛力,在全球氣候變化中扮演著重要的角色。林下經(jīng)濟(jì),作為現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展的主流形式,通過把林業(yè)資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢,極大地增加了林地的附加值,但是部分林下經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生的大量生物質(zhì)廢料,卻制約著林下經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。最近,生物質(zhì)炭技術(shù)的興起,為固碳減排提供了新的途徑,受到了各界的廣泛關(guān)注。江西鷹潭貴溪市雙圳林場通過大力發(fā)展食用菌毛竹林下經(jīng)濟(jì)以及自由采摘模式,不僅提高了游客的關(guān)注度,還給林場提供了創(chuàng)收。香菇(Lentinus edodes(Berk.)Sing),作為該林場的主打產(chǎn)品,是游客最愛也是銷量最好的林下經(jīng)濟(jì)作物。然而,在產(chǎn)出大量香菇后,菌棒廢料卻被隨意丟棄和任意焚燒,處理方式極為有限,既浪費生物質(zhì)資源,還對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。因此,本文以香菇菌棒廢料為原材料,通過制備不同裂解溫度(300、450、600℃)的生物質(zhì)炭,采用室內(nèi)培養(yǎng)方式(20、25、30℃),研究NH_4NO_3(100 mg N kg~(-1)土壤)施肥條件下,生物質(zhì)炭添加對施氮(N)肥毛竹林土壤溫室氣體排放的影響,旨在為林下經(jīng)濟(jì)廢棄物循環(huán)利用以及固碳減排提供理論依據(jù)。研究結(jié)果表明:將裂解溫度為450℃生物質(zhì)炭與N肥配施,可以大幅降低土壤的凈氨化、硝化、氮礦化速率。施用生物質(zhì)炭會增加土壤二氧化碳(CO_2)排放,隨制備生物炭的裂解溫度的升高,土壤中的CO_2排放逐漸減少;施用裂解溫度的600℃生物質(zhì)炭和N肥時,土壤的CO_2排放低于300℃和450℃,與對照組沒有明顯差異。生物質(zhì)炭的添加會放大土壤累積CH_4吸收,N肥的添加會抑制土壤累積CH_4吸收。生物質(zhì)炭的添加在培養(yǎng)溫度為25℃及30℃可以有效減少累積N_2O排放,N肥的添加會增加土壤N_2O排放速率。在N肥和生物質(zhì)炭配施時,生物質(zhì)炭裂解溫度越高,增溫潛勢越低,可以減緩增溫的速度。綜上,選用裂解溫度為450℃或600℃制備的香菇菌棒生物質(zhì)炭與N肥配施于毛竹林土壤,可以有效提高N肥的利用率,并且可以明顯減少溫室氣體的排放,減緩氣候變暖,實現(xiàn)更有效的資源的循環(huán)利用。
【圖文】：

圖 1.1 中國化肥使用量Fig 1.1 Consumption of chemical fertilizer of in China施肥是管理人工林的重要方法之一，但同時也是影響森林土壤溫室氣體排放的重要因素。有研究認(rèn)為，人工林施肥可以增加土壤溫室氣體排放，如 Deng 等[26]在亞熱帶森林的研究報道，施用氮肥會顯著增加土壤 CO2的排放；Tu 等[27]在集約化毛竹林中的研究結(jié)果表明，N 肥施用對土壤肥力、微生物活性、地上凋落物的數(shù)量和質(zhì)量都有顯著提高，進(jìn)而增加了土壤產(chǎn)生 CO2的微生物過程，導(dǎo)致土壤 CO2排放增加；Zhang等[28]研究表明常綠闊葉林中 N 增加后土壤 N2O 排放顯著提高；Fender 等[29]研究發(fā)現(xiàn)，施肥對森林土壤 CH4吸收有明顯的抑制作用。這主要是因為，一方面來說施肥可以為土壤微生物提供充足的營養(yǎng)，加快土壤微生物的繁殖生長，進(jìn)而微生物分解有機(jī)質(zhì)的速度加快，產(chǎn)生更多的溫室氣體排放[28];另一方面來說一般都是施肥和耕作共同進(jìn)行，改善了土壤通氣性狀況，有機(jī)物質(zhì)礦化加快，CO2和 N2O 排放增加；此外，施肥可以促進(jìn)植物根系生長，進(jìn)而根系呼吸增加，消耗氧氣，造成反硝化作用加強(qiáng)[30]。Mo 等[31]在亞熱帶森林的研究發(fā)現(xiàn)，，施加氮肥可以導(dǎo)致土壤呼吸速率減弱，CO2排放減少；Jassal 等[30]研究發(fā)現(xiàn)，在杉木林中施肥后第 1 年和第 2 年對土壤 N2O 排放存在著一定的差異。Zhang 等[32]在擾動林地中卻發(fā)現(xiàn)施加無機(jī)氮肥對土壤 CH4氧化的抑制沒有顯著影響。造成這些結(jié)果的差異性主要是施肥對土壤溫室氣體排放的影響原因

在加氮條件下，生物質(zhì)炭處理顯著降低土壤凈氨化速率，這也可能和生物質(zhì)炭 pH 高于土壤 pH 有關(guān)（圖3.1）。除不添加炭的 30 ℃處理，氮添加增加其凈氨化速率，其它結(jié)果均表現(xiàn)為 N 添加降低土壤凈氨化速率。
【學(xué)位授予單位】：江西農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S714

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本文編號：2680065