【目的】明确不同土地利用方式土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放系数的差异并评估区域N_(2)O排放,为评估南方红壤丘陵区N_(2)O排放清单提供基础数据和参考依据。【方法】选择南方红壤丘陵区4种常见的土地利用方式(油茶林、旱地农田、稻田和松...【目的】明确不同土地利用方式土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放系数的差异并评估区域N_(2)O排放,为评估南方红壤丘陵区N_(2)O排放清单提供基础数据和参考依据。【方法】选择南方红壤丘陵区4种常见的土地利用方式(油茶林、旱地农田、稻田和松林),通过分析土壤不施肥与施氮肥时N_(2)O排放速率和排放量的差异,计算排放系数,并用^(15)N同位素标记方法探究硝化作用和反硝化作用对土壤排放N_(2)O的相对贡献。【结果】不同土地利用方式土壤理化性质差异明显,稻田全氮含量最高(2.22 g/kg),显著高于其他3种土地利用方式土壤(P<0.05,下同)。土壤不施肥时,N_(2)O排放速率在0~227.80μg/(kg·h),施氮量为200 kg N/ha时,N_(2)O排放速率在0~4213.27μg/(kg·h)。4种土地利用方式的土壤N_(2)O排放系数均随土壤孔隙含水量(WPFS)增加而增加,WPFS为75%时,稻田、旱地农田、油茶林和松林土壤N_(2)O排放系数分别为2.47%、0.39%、2.31%和0.91%。4种土地利用方式土壤N_(2)O排放系数主要受全氮含量影响,N_(2)O累积排放量均与潜在反硝化潜势呈显著正相关,除稻田外,其他3种土地利用方式土壤N_(2)O累积排放量也与潜在硝化势呈显著正相关,以NO_(3)^(-)-N为底物的反硝化作用对N_(2)O排放的相对贡献平均大于90.00%,远高于硝化作用。【结论】南方红壤丘陵区土壤以NO_(3)^(-)-N为底物的反硝化作用主导N_(2)O排放,施用氨基氮肥可能有效减少氮肥N_(2)O排放损失,为国家执行碳中和政策提供理论依据。展开更多
文摘采用三维荧光-平行因子法(3D EEMs-PARAFAC)解析了厌氧-缺氧-好氧(A^(2)O)污水生物处理过程中DOM特征,并对各工艺单元生成的N_(2)O进行了定量分析,之后运用机器学习模型对二者的变化关系进行了响应预测.结果表明,污水处理厂进水中DOM主要包含类色氨酸C1,类富里酸C2,类腐殖酸C3和类酪氨酸C4四种组分,并以C1和C4为主,且各组分含量沿污水处理流程逐渐降低,易生物降解的C1和C4的去除速率明显高于C2和C3.N_(2)O排放是直接碳排放的主要组成部分,其变化表现出明显的空间异质性,各处理单元N_(2)O生成总量由高到低依次为好氧池、辐流沉淀池、缺氧池、厌氧池、细格栅、钟式沉砂池.Shapley Additive ex Planation(SHAP)分析表明,C1和C2对N_(2)O生成影响较大,而C3和C4几乎没有影响,其中C1对N_(2)O的生成表现出促进作用,C2则不利于N_(2)O的生成.高通量测序结果表明,能够利用易生物降解有机物进行反硝化的Methylotenera和Terrimonas是污水处理厂内的优势菌属.本研究揭示了A^(2)O污水生物处理过程中N_(2)O生成对不同DOM组分的差异性响应,并为完善当前污水处理厂的碳排放核算方法并优化污水处理厂低碳运行工艺提供了理论支撑.
文摘【目的】明确不同土地利用方式土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放系数的差异并评估区域N_(2)O排放,为评估南方红壤丘陵区N_(2)O排放清单提供基础数据和参考依据。【方法】选择南方红壤丘陵区4种常见的土地利用方式(油茶林、旱地农田、稻田和松林),通过分析土壤不施肥与施氮肥时N_(2)O排放速率和排放量的差异,计算排放系数,并用^(15)N同位素标记方法探究硝化作用和反硝化作用对土壤排放N_(2)O的相对贡献。【结果】不同土地利用方式土壤理化性质差异明显,稻田全氮含量最高(2.22 g/kg),显著高于其他3种土地利用方式土壤(P<0.05,下同)。土壤不施肥时,N_(2)O排放速率在0~227.80μg/(kg·h),施氮量为200 kg N/ha时,N_(2)O排放速率在0~4213.27μg/(kg·h)。4种土地利用方式的土壤N_(2)O排放系数均随土壤孔隙含水量(WPFS)增加而增加,WPFS为75%时,稻田、旱地农田、油茶林和松林土壤N_(2)O排放系数分别为2.47%、0.39%、2.31%和0.91%。4种土地利用方式土壤N_(2)O排放系数主要受全氮含量影响,N_(2)O累积排放量均与潜在反硝化潜势呈显著正相关,除稻田外,其他3种土地利用方式土壤N_(2)O累积排放量也与潜在硝化势呈显著正相关,以NO_(3)^(-)-N为底物的反硝化作用对N_(2)O排放的相对贡献平均大于90.00%,远高于硝化作用。【结论】南方红壤丘陵区土壤以NO_(3)^(-)-N为底物的反硝化作用主导N_(2)O排放,施用氨基氮肥可能有效减少氮肥N_(2)O排放损失,为国家执行碳中和政策提供理论依据。
