禁牧年限对纳帕海草甸湿地土壤N_(2)O排放通量的影响OA

本研究以纳帕海草甸群落为对象,以自由放牧为对照,设置禁牧1年、4年和7年3个处理,采用静态箱-气相色谱法测定土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放通量,并结合对数响应比(RRi)研究其时空变化特征,分析禁牧年限对湿地土壤N_(2)O排放的影响机制。结果表明:禁牧显著促进了草甸湿地土壤N_(2)O排放,且RRi值随禁牧年限延长呈递增趋势,禁牧7年处理下RRi值为禁牧1年的5.6倍。与自由放牧对照相比,禁牧显著提升了植被地上和地下生物量(增幅42.8%~611.9%),降低了植物Margalef丰富度指数、Shannon多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数(降幅15.1%~59.3%)。与对照相比,禁牧显著提高了土壤含水量、pH、有机质、全氮、速效氮和微生物生物量氮,降低了容重;而土壤温度和无机氮(NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N)则随年限增加呈先降后升的变化趋势。植物生物量以及土壤含水量、pH、有机质、全氮、速效氮和微生物生物量氮的RRi值在禁牧7年处理下均达峰值,增幅7.5%~352.2%。相关性分析显示,N_(2)O排放通量与地上生物量及土壤含水量、pH、碳氮含量呈显著正相关,与土壤容重和植物多样性呈显著负相关。结构方程模型对N_(2)O排放总变异的解释度达89.2%,其中地上生物量(直接效应87.5%)、土壤含水量(76.5%)、土壤氮含量(83.4%)和土壤pH(48.7%)为主要正向驱动因子。综上,短期禁牧通过增加植物地上生物量、提升土壤水分与氮素有效性、优化土壤通气性(降低容重),显著加剧了纳帕海草甸湿地土壤N_(2)O排放,且该效应随禁牧年限延长持续增强。