鄧煥廣 張智博 劉 濤 張 菊

(聊城大學 環(huán)境與規(guī)劃學院，山東 聊城 252059)

全球城市化進程不斷加快，城市空間面積每年新增約10萬km2 [1]，同時人口高度集聚，導致大量物質、能源被集中消耗，溫室氣體排放量劇增.河岸帶綠地作為城市生態(tài)發(fā)展的重要載體，具有重要的雨水徑流凈化功能，可通過物理、化學和生物等作用阻控截留地表徑流中N素[2]，輸入的N素可通過土壤微生物主導的硝化、反硝化等作用產生N2O和N2徹底脫離土壤[3,4]，土壤有機碳礦化是土壤重要的生物地球化學過程，與土壤養(yǎng)分釋放和CH4、CO2排放有直接關系，均是溫室氣體的重要排放源之一[5].在N輸入過程中，土壤含水率的變化、氮輸入量和種類均會影響N2O和CH4的排放[6,7]，眾多研究表明氮輸入會顯著促進溫室氣體的釋放[8-11]，但氮種類對其影響差異較大主要集中于銨態(tài)氮和有機氮的輸入[8,9]，而對硝態(tài)氮輸入的研究較少；且當前關于氮輸入影響的研究主要集中于河口、濕地等自然生態(tài)系統(tǒng)[9，12-16]，而對于城市綠地的研究較少.

1 試驗材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

上海屬亞熱帶海洋性季風氣候，溫和濕潤，降水充沛，多年平均降水量約為1200 mm，年平均降雨日為131 d，上海城市河岸帶多被改造為坡度較緩的人工綠地并具有水泥垂直護岸的河岸帶.試驗場地所在的長風2號綠地南臨蘇州河，沿蘇州河岸線長468 m，寬80-130 m，選擇生長有城市綠化常見種—矮生百慕大草(Cynodon dactylon)的綠草地進行試驗.

1.2 試驗方法與樣品分析

試驗采用靜態(tài)箱-氣相色譜法.靜態(tài)箱由底座和箱體兩部分組成，箱體由內徑和高分別為30 和60 cm的透明有機玻璃圓筒制成；底座為不銹鋼制成，內徑為29 cm，上端有3 cm深、2 cm寬的密封槽，槽內填充硅膠密封條.箱內頂部設有CPU風扇和氣體采樣口.每次試驗開始前1周在長風綠地固定區(qū)域選取百慕大草生長均一并避開已進行過試驗的區(qū)域(圖1)，插入底座靜置，使其與土壤緊密接觸，防止箱內外氣體交換.

1.3 數(shù)據計算與統(tǒng)計

溫室氣體排放通量表示單位時間單位面積靜態(tài)箱內該氣體量的變化，正值表示氣體排放，負值表示氣體吸收，用公式表示為[21]

(1)

所有的數(shù)據統(tǒng)計均由Excel2013和SPSS18.5完成，圖形由Origin2015完成.差異性比較采用One-way ANOVA檢驗，交互影響采用Three-way AVOVA檢驗，相關性分析通過Pearson相關檢驗進行.

2 結果

2.1 環(huán)境因子與土壤理化性質

如圖1所示，試驗期間各季節(jié)光照強度、氣溫和各深度土壤溫度均呈現(xiàn)明顯的日變化規(guī)律，中午氣溫、土溫和光照強度最高，在春夏季土壤溫度隨深度增加呈持續(xù)降低的變化趨勢，而在秋冬季節(jié)則表現(xiàn)為5 cm>10 cm>15 cm> 0 cm的變化趨勢.受氣候變化影響，各季節(jié)氣溫均存在極顯著差異(P<0.01)；晝間光照強度春季最高(26698.1±19017.4 lux)，秋季最低(11712.0±7791.3 lux)(表1)，春夏和秋冬兩組季節(jié)間有顯著差異，而組內無顯著差異；同一深度地溫的季節(jié)差異性均極顯著(P<0.01)，但相同季節(jié)地溫間深度差異不同，春季各深度地溫均存在極顯著差異(P<0.01)，夏季則均不存在顯著性差異；秋季各深度地溫(除10和15 cm深度間)均具有極顯著性差異(P<0.01)；冬季0、5和10 cm深度之間地溫不存在顯著差異，但均與15 cm深度溫度有極顯著性差異(P<0.01).

環(huán)境參數(shù)春夏秋冬氣溫/℃28.5±5.10A31.7±3.16B15.8±3.76C6.47±4.27D0 cm地溫/℃25.8±4.43Aa-15.1±1.77Ca6.96±3.34Da5 cm地溫/℃25.0±3.57Ab30.7±1.60Ba15.4±1.13Cb8.06±2.51Da10 cm地溫/℃23.8±2.83Ac31.7±1.00Ba16.8±1.07Cc7.32±2.04Da15 cm地溫/℃22.6±2.42Ad28.4±0.89Ba16.6±0.71Cc6.91±1.47Db光照強度(晝間)/ lux26698.1±19017.4A17529.3±9010.7A11712.0±7791.3B16433.3±12957.7BSOM/(g·kg-1)6.2110.74.784.07NH+4-N/(mg·kg-1)3.091.062.611.09NO-3-N+ NO-2-N /(mg·kg-1)1.770.241.040.90

注：夏季0 cm深度地溫缺失；同行不同大寫字母表示同一指標不同季節(jié)間具有顯著性差異(P<0.05)，同列不同小寫字母表示同一季節(jié)不同深度地溫間具有顯著性差異(P<0.05).

2.2 不同硝氮輸入量對岸帶綠地N2O排放的影響

2.3 不同硝氮輸入量對岸帶綠地CH4排放的影響

2.4 不同硝氮輸入量下岸帶綠地N2O和CH4排放的影響因素分析

表2 季節(jié)和輸入量對N2O和CH4排放通量影響效應的顯著性分析

表3 各處理方式下N2O和CH4排放通量與其他因素的相關性分析

注：a表示P<0.01;b表示P<0.05.

3 討論

4 結論