氮素形態(tài)對(duì)泥炭沼澤土壤有機(jī)碳礦化的影響

陶寶先，宋長春

1. 聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院，山東 聊城 252059；2. 中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，吉林 長春 130102

氮素形態(tài)對(duì)泥炭沼澤土壤有機(jī)碳礦化的影響

陶寶先1，宋長春2,*

1. 聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院，山東 聊城 252059；2. 中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，吉林 長春 130102

大氣氮沉降是全球變化的主要因素之一。硝態(tài)氮、氨態(tài)氮是大氣氮沉降的兩種主要氮素形態(tài)，且兩者在大氣氮沉降中的比例具有較大的空間變異性。目前，多數(shù)研究側(cè)重于探討氮輸入量與土壤碳循環(huán)過程之間的關(guān)系，很少有研究關(guān)注不同氮素形態(tài)對(duì)沼澤濕地土壤有機(jī)碳礦化的影響。以東北地區(qū)多年凍土區(qū)及季節(jié)凍土區(qū)泥炭沼澤為例，利用室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)，在100%土壤最大持水量條件下，將土樣于15 ℃好氧培養(yǎng)60 d，研究不同形態(tài)氮輸入對(duì)泥炭沼澤土壤有機(jī)碳礦化的影響。結(jié)果表明，多年凍土區(qū)和季節(jié)凍土區(qū)泥炭沼澤0～30 cm深度的土壤有機(jī)碳貯量分別為17.60、13.06 kg·m-2。多年凍土區(qū)泥炭沼澤土壤有機(jī)碳的累積礦化量顯著大于季節(jié)凍土區(qū)（P<0.001）。同一泥炭沼澤中，表土（0～15 cm）有機(jī)碳累積礦化量顯著大于下層（15～30 cm；P<0.001）。氨態(tài)氮抑制土壤有機(jī)碳礦化，使多年凍土區(qū)泥炭沼澤土壤有機(jī)碳累積礦化量下降12.08%～14.90%，季節(jié)凍土區(qū)下降7.28%～12.57%，而硝態(tài)氮及硝酸氨對(duì)土壤有機(jī)碳礦化無顯著影響。此外，氮素形態(tài)、土壤深度及泥炭沼澤類型對(duì)土壤有機(jī)碳礦化有顯著的交互作用（P<0.05）。因此，區(qū)分不同氮素形態(tài)對(duì)土壤碳排放的影響是非常有必要，有利于深入了解大氣氮沉降對(duì)泥炭沼澤土壤碳庫穩(wěn)定性的影響。

氮形態(tài)；有機(jī)碳礦化；泥炭沼澤；東北地區(qū)

泥炭沼澤約占陸地總面積的 2%～3%，卻存貯了近 1/3的陸地土壤有機(jī)碳（Gorham，1991）。北半球高緯地區(qū)濕地具有寒冷、滯水、缺氧及土壤pH較低等環(huán)境特征（Currey等，2010），植被固碳量及凋落物歸還量超過了土壤碳排放量（Hill等，2007），使其成為全球重要的碳庫（Bragazza等，2006）。近百年來，陸地生態(tài)系統(tǒng)大氣氮沉降量已增加一倍，且在持續(xù)增加（Vitousek等，1997）。據(jù)預(yù)測(cè)，到 2030年，亞洲地區(qū)的大氣氮沉降量將增加 1.4～2倍（IPCC，2007）。然而，大氣氮沉降對(duì)土壤有機(jī)碳礦化的影響仍不確定。前期研究發(fā)現(xiàn)，大氣氮沉降促進(jìn)泥炭沼澤土壤碳排放（Currey等，2010）。然而，大氣氮沉降量與土壤碳排放速率間并非呈線性關(guān)系，隨著大氣氮沉降量的增加，它對(duì)土壤碳排放的促進(jìn)作用在逐漸減弱（Bragazza等，2006）。此外，也有研究發(fā)現(xiàn)，大氣氮沉降抑制土壤碳排放（Johnson等，2010）或無顯著影響（Song等，2010）。

目前，大多數(shù)學(xué)者側(cè)重研究氮沉降量與土壤碳排放之間的關(guān)系，很少有研究區(qū)分不同氮素形態(tài)對(duì)土壤碳循環(huán)過程的影響（Min等，2011；Huang等，2011；Ramirez等，2010）。硝態(tài)氮、氨態(tài)氮具有相反的離子電荷，它們對(duì)土壤pH可能產(chǎn)生相反的作用（S?derberg和B??th，2004）。這是否影響濕地土壤有機(jī)碳的礦化?目前仍不確定。有研究發(fā)現(xiàn)，兩種形態(tài)氮沉降對(duì)土壤pH產(chǎn)生不同影響，并導(dǎo)致土壤酶活性產(chǎn)生不同的響應(yīng)，最終改變濕地土壤有機(jī)碳礦化（Min等，2011）。但是，相反的結(jié)論表明，不同形態(tài)氮輸入雖然對(duì)土壤pH有不同的影響，但影響土壤有機(jī)碳礦化的主要因素是氮沉降量，而非氮沉降對(duì)土壤pH的改變（Ramirez等，2010）。近期研究發(fā)現(xiàn)，氨態(tài)氨或脲素輸入對(duì)土壤碳排放有促進(jìn)（Min等，2011；Huang等，2011）、抑制作用（Ramirez等，2010），或無顯著影響（Song等，2010）；硝態(tài)氮輸入也呈現(xiàn)類似的結(jié)果（Currey等，2010；Song等，2010；Min等，2011）。此外，有機(jī)碳質(zhì)量及氮輸入量也影響有機(jī)碳礦化對(duì)不同形態(tài)氮輸入的響應(yīng)。長期培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的初期及末期的有機(jī)碳礦化速率可以反映易分解、難分解碳組分的礦化速率，硝酸氨輸入促進(jìn)培養(yǎng)初期有機(jī)碳礦化，抵制培養(yǎng)末期有機(jī)碳礦化（Hobbie等，2012）。Enrique等也發(fā)現(xiàn)，少量的氨態(tài)氮輸入促進(jìn)土壤有機(jī)碳礦化，而高水平氨態(tài)氮輸入?yún)s抑制有機(jī)碳礦化（Enrique等，2008）。目前，鮮有研究區(qū)分不同氮形態(tài)對(duì)濕地土壤碳循環(huán)的影響，且現(xiàn)有的少量研究結(jié)論也不統(tǒng)一，限制了我們深入理解濕地土壤氮的可利用性與碳循環(huán)過程之間的關(guān)系。因此，區(qū)分不同形態(tài)氮輸入對(duì)土壤有機(jī)碳礦化的影響是非常有必要的。

東北地區(qū)濕地面積占全國濕地總面積的48.3%（劉興土，2005），且該區(qū)域濕地多處于亞歐大陸多年凍土區(qū)的南緣（周幼吾等，2000）。據(jù)預(yù)測(cè)，全球變暖使亞歐大陸多年凍土區(qū)的氣溫逐漸升高（Rey等，2005），這可能增加土壤氮的可利用性，改變土壤有機(jī)碳礦化，影響陸地生態(tài)系統(tǒng)碳平衡（Mack等，2004）。目前，關(guān)于不同形態(tài)氮輸入對(duì)東北地區(qū)泥炭沼澤土壤有機(jī)碳礦化的研究仍不多見。本研究以東北地區(qū)多年凍土區(qū)及季節(jié)凍土區(qū)泥炭沼澤為例，利用室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)，研究不同形態(tài)氮輸入對(duì)泥炭沼澤土壤有機(jī)碳礦化的影響，以期深入了解氮的可利用性與泥炭沼澤土壤碳庫穩(wěn)定性之間的關(guān)系，為我國濕地土壤碳庫管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

采樣點(diǎn)位于東北地區(qū)多年凍土區(qū)（52°56′N，122°52′E）和季節(jié)凍土區(qū)（47°29′N，133°21′E）泥炭沼澤。其中，多年凍土區(qū)泥炭沼澤發(fā)育于大興安嶺的溝谷平地，該區(qū)降水量440～490 mm，年均溫-4.3 ℃，主要植被類型為篤斯越桔（Ledum palustre-Vaccinium）、泥炭蘚（uliginosum-Sphagnum）等（Jin等，2007）。季節(jié)凍土區(qū)泥灰沼澤主要發(fā)育于三江平原，該區(qū)降水量558 mm，超過65%的降水集中在7、8月份，年均溫2.5 ℃，主要植被類型為毛果苔草（Carex lasiocarpa）、狹葉甜茅（Glyceria spiculosa）等。

1.2 樣品采集與分析

2012年9月，于上述地區(qū)選擇泥炭沼澤，采集0～15、15～30 cm的土壤樣品，每種類型泥炭沼澤多點(diǎn)取樣，并盡快送回實(shí)驗(yàn)室。手工挑出根系、新鮮凋落物、石塊等雜物，過2 mm篩，4 ℃冷藏保存。其中一部分土樣于陰涼處風(fēng)干，測(cè)試最大持水量及土壤pH，并取部分風(fēng)干樣研磨、過0.25 mm篩，測(cè)試土壤總氮、有機(jī)碳含量。另一部分新鮮土樣用于室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。

土壤最大持水量測(cè)試采用Rey等的方法（Rey等，2005）。土壤總氮含量采用凱氏定氮法，土壤有機(jī)碳含量采用硫酸——重鉻酸鉀濕氧化法測(cè)定，土壤pH采用pH計(jì)測(cè)定（魯如坤，2000）。土壤有機(jī)碳分子結(jié)構(gòu)采用固態(tài)13C核磁共振波譜法（13C-NMR）測(cè)試。土壤基本屬性見表1。

表1 土壤樣品基本性質(zhì)Table 1 The basic characteristics of soil sample at two study sites

將10 g土樣（干重）放置于500 mL廣口瓶中，加入適量NaNO3、NH4Cl、NH4NO3溶液，隨后用去離子水調(diào)節(jié)土壤含水量至 100%最大持水量。用紗布將瓶口封住，即保持瓶內(nèi)空氣流通、又減緩水分損耗，于15 ℃恒溫培養(yǎng)60 d。相關(guān)研究表明，本研究區(qū)大氣氮沉降量約為N 1.43 g·m-2·a-1（Lü和Tian，2007），且大氣氮沉降量將持續(xù)增加（IPCC，2007）。因此，本研究的氮輸入量為N 3 g·m-2·a-1。

實(shí)驗(yàn)的前20 d，每5 d測(cè)試一次土壤有機(jī)碳礦化速率，其后每 10 d測(cè)試一次土壤有機(jī)碳礦化速率。測(cè)試前，用新鮮空氣替換瓶內(nèi)空氣，然后用帶三通的膠塞密封瓶口，24 h后用帶三通的注射器抽取20 mL瓶內(nèi)空氣，用氣相色譜（Agilent 7820A,USA）測(cè)試CO2含量。用氣體樣品與新鮮空氣CO2含量差值計(jì)算土樣釋放CO2的量。取樣后，去掉膠塞，重新用紗布封口。每隔3 d用稱重法補(bǔ)充瓶內(nèi)水分。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用 SPSS11.5軟件對(duì)不同處理之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)，其中顯著性差異P<0.05。采用Origin8.0作圖。

2 結(jié)果

多年凍土區(qū)泥炭沼澤土壤有機(jī)碳、總氮、C/N及土壤有機(jī)碳累積礦化量均大于季節(jié)凍土區(qū)；在同類泥炭沼澤中，上述指標(biāo)值隨土壤深度增加而下降（表 1，圖 1）。多年凍土區(qū)、季節(jié)凍土區(qū)泥炭沼澤0～30 cm 的有機(jī)碳貯量分別為 C 17.60、13.06 kg·m-2。根據(jù)13C-NMR分析（圖2），兩類泥炭沼澤土壤在45～110 ppm波譜范圍的有機(jī)碳官能團(tuán)的比例為35.67%～54.17%。

圖1 土壤有機(jī)碳累積礦化量(n=3)Fig. 1 Cumulative CO2production in two peatlands (n=3)

圖2 土壤有機(jī)碳固態(tài)13C核磁共振波譜分析。PR代表多年凍土區(qū)，SFR代表季節(jié)凍土區(qū)Fig. 2 Results of13C-NMR analysis. PR = permafrost region, SFR = seasonally frozen region

經(jīng)過60 d的培養(yǎng)，多年凍土區(qū)泥炭沼澤土壤有機(jī)碳的累積礦化量顯著大于季節(jié)凍土區(qū)（P<0.001）。同一泥炭沼澤中，表土有機(jī)碳累積礦化量顯著大于下層（P<0.001）。氨態(tài)氮輸入顯著抑制土壤有機(jī)碳礦化（P<0.05），使多年凍土區(qū)泥炭沼澤土壤有機(jī)碳累積礦化量下降12.08%～14.90%，季節(jié)凍土區(qū)下降7.28%～12.57%。硝態(tài)氮及硝酸氨對(duì)土壤有機(jī)碳礦化無顯著影響。三因素方差分析表明，氮素形態(tài)、土壤深度及泥炭沼澤類型均對(duì)土壤有機(jī)碳礦化有顯著影響，且存在顯著的交互作用（P<0.05；表2）。

表2 有機(jī)碳累積礦化量的三因素方差分析結(jié)果Table 2 Results of three-way analysis of ANOVA

3 討論

短期培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)常用于評(píng)價(jià)土壤碳排放的時(shí)空變異性（Turetsky，2004）。大尺度上影響土壤碳排放時(shí)空變異性的主要是溫度等環(huán)境因素（Knorr等，2005）。在本研究區(qū)，多年凍土區(qū)的年均溫低于季節(jié)凍土區(qū)，有助于土壤有機(jī)碳的累積。因此，多年凍土區(qū)0～30 cm深度的土壤有機(jī)碳貯量大于季節(jié)凍土區(qū)。13C-NMR是分析有機(jī)質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的有效手段，它可以精確測(cè)定各種有機(jī)碳官能團(tuán)在有機(jī)質(zhì)中的比例。通常，波譜范圍45～60 ppm的有機(jī)碳官能團(tuán)代表多糖類物質(zhì)；60～110 ppm的有機(jī)碳官能團(tuán)代表碳水化合物等（Rovira和Vallejo，2002）。13C-NMR分析表明，兩類泥炭沼澤土壤中，多糖、碳水化合物等易分解碳組分在土壤有機(jī)碳中的比例高達(dá)35%～55%（表1，圖2）。雖然季節(jié)凍土區(qū)表層土壤中易分解碳組分在有機(jī)質(zhì)中的比例要大于多年凍土區(qū)，但季節(jié)凍土區(qū)泥炭沼澤土壤有機(jī)碳的含量要低于多年凍土區(qū)。因此，多年凍土區(qū)泥炭沼澤土壤中含有更多的易分解碳組分，使得多年凍土區(qū)泥炭沼澤土壤有機(jī)碳的累積礦化量大于季節(jié)凍土區(qū)。此外，兩類泥炭沼澤表土有機(jī)碳含量較高，且表土有機(jī)碳含有更多的易分解碳組分（表1），使表土有機(jī)碳的累積礦化量明顯大于下層土壤（圖1）。因?yàn)?，土壤深度可以反映土壤有機(jī)碳礦化的難易程度，深層土壤有機(jī)碳由于含有較多的“老碳”（old carbon），因此，具有較低的礦化速率（Rey等，2005）。

根據(jù)資源分配模型（Resource Allocation Models），氮輸入理論上增加了土壤微生物對(duì)碳的需求（Sinsabaugh和Moorhead，1994）。因此，氮沉降通常能夠加速土壤有機(jī)碳分解（Currey等，2010；Huang等，2011）。早期研究也發(fā)現(xiàn)，土壤C/N小于30時(shí)，土壤異養(yǎng)呼吸受碳的限制（Kaye和Har，1997）。在三江平原，氮輸入促進(jìn)沼澤化草甸土壤碳排放（Zhang等，2007a）和植物生長（Zhang等，2007b），表明此生態(tài)系統(tǒng)仍受氮限制。我們的研究卻發(fā)現(xiàn)，氨態(tài)氮輸入抑制泥炭沼澤土壤有機(jī)碳礦化(圖1)，這與上述研究結(jié)論相反，表明無機(jī)氮輸入可能減緩泥炭沼澤土壤碳分解。

產(chǎn)生上述結(jié)果的原因可能是：（1）Min等發(fā)現(xiàn)，氨態(tài)氮輸入抑制了濕地土壤有機(jī)碳礦化，但加速了碳水化合物的消耗（Min等，2011）。Schimel和Weintraub也認(rèn)為，外源氮輸入降低氮限制生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸速率是因?yàn)榈刂饕龠M(jìn)微生物生長，而非呼吸損耗（Schimel和Weintraub，2003）。據(jù)此推測(cè)，本研究區(qū)土壤微生物活性可能仍受氮素限制，但土壤有機(jī)碳礦化被抑制可能是因?yàn)榘睉B(tài)氮輸入主要用于促進(jìn)微生物生長，而非異養(yǎng)呼吸損耗。（2）早期研究發(fā)現(xiàn)，土壤pH的改變可以預(yù)測(cè)碳排放的趨勢(shì)（Evans等，2008）。而且，氨態(tài)氮輸入可以降低土壤pH（Song等，2010；Min等，2011），改變土壤酶活性（McAndrew和Malhi，1992），影響土壤有機(jī)碳分解。Toberman等也發(fā)現(xiàn)，酚氧化酶活性隨土壤pH下降而降低（Toberman等，2008）。我們前期在三江平原沼澤化草甸的研究也發(fā)現(xiàn)，高水平輸入顯著降低土壤 pH，且土壤微生物量碳與土壤pH顯著相關(guān)（Tao等，2013）。據(jù)此推測(cè)，氨態(tài)氮輸入降低了土壤 pH，抑制了與土壤碳循環(huán)相關(guān)的微生物及酶活性，減緩了土壤有機(jī)碳礦化。

本研究發(fā)現(xiàn)，硝態(tài)氮輸入對(duì)土壤有機(jī)碳礦化無顯著作用。其原因可能是：（1）異養(yǎng)微生物通過分泌胞外酶分解有機(jī)質(zhì)，且β-葡萄糖苷酶是與土壤碳循環(huán)密切相關(guān)一種土壤酶，而硝態(tài)氮輸入對(duì)濕地土壤β-葡萄糖苷酶活性無顯著影響（Min等，2011），這可能是產(chǎn)生上述結(jié)果的一種原因。（2）微生物對(duì)不同形態(tài)氮素有選擇性吸收趨勢(shì)。前期研究發(fā)現(xiàn)，土壤微生物優(yōu)先吸收氨態(tài)氮（王春陽等，2010），因?yàn)槲瞻睉B(tài)氮消耗的能量較?。≒uri和Ashman，1999）；在黃土高原地區(qū)，隨著土地利用類型的變化，森林、草地生態(tài)系統(tǒng)土壤微生物也有優(yōu)先利用氨態(tài)氮的趨勢(shì)（王春陽等，2010），這可能是產(chǎn)生上述結(jié)果的另一原因。（3）外源氮輸入可能改變微生物種群結(jié)構(gòu)，影響土壤有機(jī)碳分解。有研究表明，土壤微生物種群結(jié)構(gòu)從真菌為主向細(xì)菌為主轉(zhuǎn)變，能降低有機(jī)碳的分解速率（Allison等，2008）。早期研究表明，氮輸入降低了真菌生物量（Frey等，2004），增加了細(xì)菌生物量（Min等，2011）。其他研究也發(fā)現(xiàn)，硝態(tài)氮輸入對(duì)根際細(xì)菌活性無顯著作用，而氨態(tài)氮輸入?yún)s有抑制作用（S?derberg和B??th，2004）。據(jù)此推測(cè)，微生物對(duì)兩種氮素的選擇性吸收有可能改變土壤微生物種群結(jié)構(gòu)，對(duì)土壤有機(jī)碳礦化產(chǎn)生不同影響。

此外，硝酸氨輸入對(duì)土壤有機(jī)碳礦化也無顯著作用，這與同區(qū)域其它類型濕地的研究結(jié)論不同（Zhang等，2007；Tao等，2013）。有研究表明，氮輸入量能夠很好地解釋它對(duì)土壤有機(jī)碳礦化的抑制作用（Ramirez等，2010）。我們前期的研究也發(fā)現(xiàn)，硝酸氨對(duì)該區(qū)域沼澤化草甸土壤有機(jī)碳礦化的抑制作用隨輸入量增加而增強(qiáng)（Tao等，2013）。在本研究中，氨態(tài)氮輸入抑制土壤有機(jī)碳礦化，但硝態(tài)氮輸入對(duì)土壤有機(jī)碳礦化無顯著作用。且硝酸氨中僅有一半氮素是氨態(tài)氮，較少的氨態(tài)氮可能不足以對(duì)土壤有機(jī)碳礦化產(chǎn)生明顯的抑制作用。

硝態(tài)氮和氨態(tài)氮是大氣氮沉降的兩種主要形態(tài)（van Den Berg等，2008）。大氣氮沉降中兩種氮素的比例呈現(xiàn)較大的空間變異性（Klemm和Wrzesinsky，2007）。由于植物生長對(duì)兩種氮素具有選擇性吸收趨勢(shì)（Verhoeven等，2011），且兩種形態(tài)氮輸入對(duì)土壤pH有不同影響（Enrique等，2008），這會(huì)影響土壤微生物活性（Currey等，2010），并進(jìn)一步改變植物的固碳潛勢(shì)及土壤有機(jī)碳的分解。本研究已初步發(fā)現(xiàn)，兩種形態(tài)無機(jī)氮輸入對(duì)土壤有機(jī)碳礦化產(chǎn)生不同的影響。后續(xù)研究應(yīng)詳細(xì)區(qū)分不同形態(tài)氮輸入對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程諸環(huán)節(jié)的影響，并著重探討其機(jī)理，以便進(jìn)一步了解土壤氮的可利用性與土壤碳循環(huán)過程之間的關(guān)系。此外，在利用相關(guān)模型預(yù)測(cè)大氣氮沉降對(duì)土壤碳庫穩(wěn)定性的影響時(shí)，也應(yīng)區(qū)分不同形態(tài)氮素的影響，以利于更精確地評(píng)估未來土壤碳排放對(duì)大氣氮沉降的響應(yīng)。

4 結(jié)論

硝態(tài)氮和硝酸氨輸入對(duì)兩類泥炭沼澤土壤有機(jī)碳礦化無顯著作用。氨態(tài)氮輸入抑制土壤有機(jī)碳礦化，這有利于泥炭沼澤土壤有機(jī)碳的累積，增強(qiáng)泥炭沼澤的碳“匯”功能。本研究表明：詳細(xì)區(qū)分不同形態(tài)氮輸入對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程諸環(huán)節(jié)的影響是非常有必要的。同時(shí)，在預(yù)測(cè)氮沉降對(duì)土壤碳排放的影響時(shí)，也有必要區(qū)分不同形態(tài)氮素影響的差異，以精確評(píng)估大氣氮沉降對(duì)土壤碳排放的影響。

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Effects of Nitrogen Forms on Carbon Mineralization in Peatland Soils

TAO Baoxian1,2, SONG Changchun2,*,
1. Liaocheng University, College of Environment and Planning, Liaocheng 252059, China; 2. Northeast Institute of Geography and Agoecology, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130102, China

Nitrogen (N) deposition is one of the most significant environmental change factors for terrestrial ecosystems. The N deposition could be in two forms as ammonium and nitrate, while the proportions of these two N forms in atmospheric N depositon have great spatial variation. How various N forms affect carbon (C) mineralization is critically important while is lacking of investigation. In this study, an incubation experiment was carried out to investigate the effects of N forms on C mineralization using peat samples collected from permafrost (PR) and seasonally frozen region (SFR) in Northeast China. The samples were incubated for 60 days under the conditions of 15 ℃ and 100% water holding capacity. We found that the storage of C was larger in PR (C 17.60 kg·m-2) than that in SFR (C 13.06 kg·m-2). The cumulative CO2production was larger in PR compared with those in SFR, while the surface peat layer (0～15 cm) produced more CO2than subsurface peat layer (15～30 cm) within the same peatland. Ammonium addition suppressed C mineralization, and the cumulative CO2production was decreased ranging from 12.08% to 14.90% in PR, and from 7.28% to 12.57% in SFR. However, nitrate and ammonium nitrate additions produced neutral effect on C mineralization. Moreover, soil depth, peatland types and N forms had significant and interactive effects on C mineralization. This study highlights the importance of distinguishing nitrate and ammonium when estimating/projecting C fluxes in response to N addition. The ecosystem models should separately simulate nitrate and ammonium when estimating the effects of N addition on C storage.

Nitrogen forms; carbon mineralization; peatlands; Northeast China

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.03.002

S153

A

1674-5906（2015）03-0372-06

陶寶先，宋長春. 氮素形態(tài)對(duì)泥炭沼澤土壤有機(jī)碳礦化的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2015, 24(3): 372-377.

TAO Baoxian, SONG Changchun. Effects of Nitrogen Forms on Carbon Mineralization in Peatland Soils [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(3): 372-377.

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41125001；40930527）；中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)-應(yīng)對(duì)氣候變化的碳收支認(rèn)證及相關(guān)問題（XDA05050508；XDA05020502）；中國科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目（KZCX2-YW-JC301）；山東省自然科學(xué)基金（ZR2014DQ015）；聊城大學(xué)博士啟動(dòng)基金（318051430）

陶寶先(1981年生)，男，講師，博士，主要研究方向?yàn)闈竦厣鷳B(tài)過程。E-mail: taobaoxian@lcu.edu.cn *通訊聯(lián)系人，E-mail: songcc@neigae.ac.cn

2015-01-12