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1.
非生长季土壤温室气体排放在碳氮循环中具有重要作用,而采伐干扰对非生长季森林土壤温室气体排放具有何种影响并不明确.采用静态暗箱-气相色谱法,同步观测温带帽儿山50年生红松人工林在不同透光抚育方式下(次生林冠下栽植红松10年时设立为对照;半透光抚育: 伐除上层林木50%;全透光抚育: 伐除上层林木100%)非生长季土壤3种温室气体(CO2、CH4和N2O)排放通量及其相关环境因子(土壤温度、含水量及碳氮含量等),研究采伐干扰对非生长季森林土壤温室气体排放的影响及主控因子.结果表明: 透光抚育会降低非生长季土壤CO2、CH4和N2O的排放通量,全透光和半透光抚育显著降低了温带红松林非生长季土壤CO2排放量21.0%和22.8%,并降低CH4吸收量16.0%和16.4%,但差异不显著,全透光抚育显著降低N2O排放量23.5%,而半透光抚育降低11.2%且差异不显著.温带红松林非生长季土壤CO2、CH4和N2O的年贡献率分别为11.7%~14.2%、13.1%~17.0%和63.9%~72.6%,透光抚育降低了非生长季土壤CO2(1.4%~2.5%)和CH4(0.7%~3.9%)年贡献率,但提高了N2O年贡献率(2.4%~8.7%).透光抚育增加了CO2排放与土壤温度、含水量、硝态氮及铵态氮的相关性,降低其与有机碳的相关性,增加了CH4排放与土壤含水量、酸碱度、有机碳和铵态氮的相关性,降低其与硝态氮的相关性,增加了N2O排放与土壤温度相关性,降低其与硝态氮和铵态氮的相关性,改变了其与土壤酸碱度的正负相关关系.因此,透光抚育经营方式能够显著影响温带森林非生长季土壤温室气体排放,其中全透光抚育降低非生长季土壤N2O排放能力要强于半透光抚育. 相似文献
2.
研究施肥条件下,土壤反硝化酶活性硝酸还原酶(NR)活性、亚硝酸还原酶(NiR)活性及羟胺还原酶(HyR)活性在玉米生长季节中的变化及其与土壤含水量、硝态氮含量、N2O排放之间的关系。结果表明,3种还原酶都有明显的季节变化规律并受土壤水分含量及施肥的影响。通过研究3种反硝化酶活性与土壤含水量及N2O排放量之间的关系后指出,反硝化酶活性变化可作为一个区分旱田N2O产生途径的指标. 相似文献
3.
为探讨不同加气灌溉施氮模式下设施甜瓜土壤CO2和N2O排放的动态变化规律及其与土壤温度、湿度的关系,本研究采用密闭静态箱-气相色谱法对加气灌溉不同施氮水平下土壤CO2和N2O排放进行监测,并分析了加气灌溉对不同施氮量下土壤CO2和N2O排放的影响.试验采用加气灌溉(AI)和不加气灌溉(CK)两种灌溉方式,施氮量设不施氮(N1)、传统施氮量的2/3(150 kg·hm-2,N2)和传统施氮量(225 kg·hm-2,N3)3个施氮水平.结果表明:加气灌溉土壤CO2和N2O排放量高于不加气灌溉处理,但是差异不显著;相同灌溉模式下,CO2和N2O排放量随施氮量的增加而显著增加,施氮量是土壤CO2和N2O排放的主要影响因素.加气灌溉条件下,不同施氮处理N2O排放通量与土壤温度和湿度呈显著正相关,CO2排放通量与土壤温度呈显著正相关.加气减氮处理在氮肥减少1/3的情况下,甜瓜产量提高了6.9%,温室气体排放引起的增温潜势值从9544.82 kg·hm-2下降到9340.72 kg·hm-2.综上,通过加气灌溉减少氮肥施用量来抑制农业生产系统中温室气体排放是可行的. 相似文献
4.
设置对照(CT)、增温5 ℃(W)、隔离50%降雨(P)和增温5 ℃+隔离50%降雨(WP)4种处理,以相关功能基因作为标志物,研究增温和隔离降雨影响亚热带森林生态系统土壤N2O通量变化的途径.结果表明: 隔离降雨显著降低了土壤铵态氮浓度;增温显著降低了土壤N2O通量和土壤反硝化势.增温处理(W)和降雨处理(P)的土壤微生物生物量氮(MBN)均显著低于对照(CT),AOA amoA基因丰度与MBN和铵态氮含量之间呈显著负相关,但与土壤硝化势和土壤N2O通量没有显著相关性.路径分析显示,反硝化势直接显著影响土壤N2O通量,而微生物生物量磷(MBP)和增温则通过直接影响反硝化势来间接影响土壤N2O通量.温度可能是影响亚热带森林土壤N2O通量的主要驱动因素,全球变暖可能会减少亚热带森林土壤的N2O排放. 相似文献
5.
通过田间试验研究了不同缓/控释尿素对水稻产量和稻田周年温室气体排放的影响,评估生产单位质量水稻的温室气体排放量.结果表明: 优化施肥(OPT)处理在减氮(N)21.4%条件下产量与习惯施肥(FFP)处理持平,同时减少了稻田周年CH4和N2O的排放,其中水稻季CH4和N2O分别减排12.6%和12.5%,休闲季N2O减排33.3%.与OPT处理相比,控释尿素(CRU)处理在水稻季CH4减排28.9%,休闲季CH4零排放;硝化抑制剂(DMPP)处理在水稻季CH4和N2O分别减排41.6%和85.7%,休闲季CH4和N2O分别减排76.9%和6.5%.休闲季节N2O排放占周年N2O排放的76.8%~94.9%,是评价整个稻田温室气体排放不容忽视的因素.OPT、CRU和DMPP处理生产1.0 kg稻谷的温室气体排放强度分别为0.50、0.41和0.33 kg·kg-1,综合考虑周年的温室气体排放总量和产量,尿素和硝化抑制剂配合施用可以在保证水稻产量的情况下,减少温室气体的排放. 相似文献
6.
不同氮肥对东北春玉米农田温室气体周年排放的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
为探明不同氮肥条件下高纬度农田土壤的温室气体排放特性,采用静态箱-气相色谱法研究了常规施氮(CN)、施用缓释肥(SLN)、尿素添加硝化抑制剂和脲酶抑制剂(NIUI)、不施氮肥(NN)对东北春玉米农田土壤温室气体排放的影响.结果表明: CN、SLN和NIUI处理产量分别为9618、9376和9645 kg·hm-2.与CN处理相比,SLN促进了玉米生长季土壤N2O的排放,降低了非生长季土壤N2O的排放;NIUI处理N2O累积排放量比CN降低了39.0%;各处理土壤CO2周年累积排放通量无显著差异;东北春玉米田是大气中CH4的弱汇,NIUI处理较CN促进了玉米生长季土壤对CH4的吸收.综上,尿素添加脲酶抑制剂和硝化抑制剂可以在实现玉米高产的同时有效减少土壤温室气体排放. 相似文献
7.
过量施氮可破坏农田土壤结构,增加温室气体排放量。为揭示不同施氮量对土壤团聚体和N2O排放的影响,于2018—2020年基于氮肥定位试验,设置秸秆原位还田条件下施氮 0 (N0)、120 (N120)、180 (N180)、240 (N240)、300 (N300)、360 kg·hm-2 (N360) 6个处理,研究不同施氮量对麦田土壤N2O排放、土壤充水孔隙度(WFPS)、土壤温度、硝态氮、铵态氮含量、水稳性团聚体的组成及稳定性的影响。结果表明: 土壤N2O排放量与氮肥用量之间呈显著正相关关系,WFPS与施氮量之间无显著相关关系,0~10 cm土壤温度随氮肥施用量的增加而显著降低,土壤硝态氮、铵态氮含量与氮肥施用量间存在显著正相关关系。随氮肥施用量的增加,直径>2 mm的水稳性团聚体含量降低,直径<0.5 mm的水稳性团聚体含量增加,土壤水稳性团聚体的粒径也逐渐减小。氮肥施用量与团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径之间呈显著负相关关系,但与分形维数之间并无显著相关性。MWD (x)与N2O排放通量(y)之间的拟合方程为:y=3928.3e-2.171x (R2=0.55,P<0.001),表明当MWD减小时,N2O排放量将会剧烈升高。可见,麦田施氮量的增加会降低0~10 cm土壤温度,增加土壤硝态氮和铵态氮含量,减小耕层土壤水稳性团聚体的平均粒径,降低团聚体的稳定性,增加N2O的排放量。 相似文献
8.
为探讨添加秸秆和生物炭土壤N2O排放对温度的响应,利用室内培养试验,研究CK(不施秸秆和生物炭)、LC(1%生物炭)、HC(2%生物炭)和HS(2.75%秸秆)4个处理分别在10℃(T1)、20℃(T2)和30℃(T3)3个培养温度下的N2O排放。随培养温度升高,CK、LC、HC和HS处理的土壤NH4+-N含量降低,NO3--N含量升高。相同温度下,添加不同物料的土壤铵态氮浓度表现为CK>LC>HC>HS,硝态氮含量表现为HC>LC>CK>HS。不同温度下,添加不同物料的土壤N2O排放差异较大。随着温度的升高(T1~T3),CK、LC、HC和HS处理土壤N2O累积排放量分别升高了46.49%~412.81%、64.69%~456.55%、7.42%~145.96%和105.91%~1421.66%。T3时,生物炭添加越多对土壤N2O排放的抑制作用越明显,L... 相似文献
9.
土壤中反硝化酶活性变化与N2O排放的关系 总被引:15,自引:0,他引:15
研究施肥条件下,土壤反硝化酶活性硝酸还原酶(NR)活性、亚硝酸还原酶(NiR)活性及羟胺还原酶(HyR)活性在玉米生长季节中的变化及其与土壤含水量、硝态氮含量、N2O排放之间的关系。结果表明,3种还原酶都有明显的季节变化规律并受土壤水分含量及施肥的影响。通过研究3种反硝化酶活性与土壤含水量及N2O排放量之间的关系后指出,反硝化酶活性变化可作为一个区分旱田N2O产生途径的指标. 相似文献
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Haifu Fang Yu Gao Qiang Zhang Lili Ma Baihui Wang Nasir Shad Wenping Deng Xiaojun Liu Yuanqiu Liu Ling Zhang 《Journal of Plant Ecology》2022,15(2):277
毛竹和日本柳杉幼苗对土壤氧化亚氮排放的影响及微生物机制
毛竹(Phyllostachys edulis)向日本柳杉(Cryptomeria japonica)林的扩张现象越发普遍,其扩张对大 气重要温室气体氧化亚氮(N2O)排放的影响也引起了更多的关注,而其微生物机制尚不明确。本研究通过添加微生物抑制剂链霉素和扑海因分别抑制细菌和真菌活性,连续观测土壤N2O排放速率以及相关土壤养分和植物生物量。研究结果表明:(i)毛竹土壤N2O的排放速率显著高于日本柳杉;与对照相比,细菌抑制剂、真菌抑制剂及其交互作用均对N2O排放速率具有显著抑制效应,但三者之间无显著差异;(ii)毛竹生物量显著高于日本柳杉;(iii)日本柳杉土壤有机质、全氮和铵态氮显著高于毛竹土壤,日本柳杉土壤pH和全磷显著低于毛竹土壤。真菌抑制剂降低了土壤有机质含量,细菌抑制剂降低了土壤硝态氮含量。真菌抑制剂与物种在影响土壤pH、全磷和铵态氮方面具有显著交互作用。细菌抑制剂与物种在影响土壤全氮方面有显著交互作用。综上所述,毛竹和日本柳杉在生长过程中土壤N2O排放速率不同,毛竹幼苗土壤N2O排放及生物量均高于日本柳杉。细菌抑制剂和真菌抑制剂对N2O的排放速率均具有一定抑制作用。因而,在全球气候变化背景下,应进一步深入了解森林生态系统物种组成和变化对N2O排放的影响,以有效评估毛竹扩张等导致的生物多样性变化对全球N2O排放的贡献。 相似文献
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设置对照(CT)、增温5 ℃(W)、隔离50%降雨(P)和增温5 ℃+隔离50%降雨(WP)4种处理,以相关功能基因作为标志物,研究增温和隔离降雨影响亚热带森林生态系统土壤N2O通量变化的途径.结果表明: 隔离降雨显著降低了土壤铵态氮浓度;增温显著降低了土壤N2O通量和土壤反硝化势.增温处理(W)和降雨处理(P)的土壤微生物生物量氮(MBN)均显著低于对照(CT),AOA amoA基因丰度与MBN和铵态氮含量之间呈显著负相关,但与土壤硝化势和土壤N2O通量没有显著相关性.路径分析显示,反硝化势直接显著影响土壤N2O通量,而微生物生物量磷(MBP)和增温则通过直接影响反硝化势来间接影响土壤N2O通量.温度可能是影响亚热带森林土壤N2O通量的主要驱动因素,全球变暖可能会减少亚热带森林土壤的N2O排放. 相似文献
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淹水条件下添加有机物料对蔬菜地土壤硝态氮及氮素气体排放的影响 总被引:4,自引:0,他引:4
蔬菜地大量施用氮肥可以引起土壤硝态氮积累,导致土壤退化,快速消除土壤积累的硝态氮,可以提高蔬菜地土壤质量,延长其使用时间.在硝态氮(360 mg N·kg-1)积累的蔬菜地土壤中,分别加入0、2500、5000和7500 kg C·hm-2黑麦草(记为CK、C2500、C5000和C7500),淹水条件下,30 ℃恒温室内培养240 h,研究土壤硝态氮含量及氮素气体排放量变化.结果表明:培养结束时,CK处理中土壤硝态氮含量高达310 mg N·kg-1,添加黑麦草能有效地消除土壤中积累的硝态氮,C2500、C5000和C7500处理中土壤硝态氮含量降低至10 mg N·kg-1以下需要的时间分别为240、48和24 h.添加黑麦草显著提高了土壤pH,降低了土壤电导率,其变化幅度随黑麦草添加量的增加而增大.添加黑麦草处理的土壤N2O和N2累积排放量为270~378 mg N·kg-1,N2O/N2为0.6~1.5.淹水条件下添加黑麦草可快速消除蔬菜地土壤积累的硝态氮,但应充分重视N2O在这一过程中的大量排放. 相似文献
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为探讨不同加气灌溉施氮模式下设施甜瓜土壤CO2和N2O排放的动态变化规律及其与土壤温度、湿度的关系,本研究采用密闭静态箱-气相色谱法对加气灌溉不同施氮水平下土壤CO2和N2O排放进行监测,并分析了加气灌溉对不同施氮量下土壤CO2和N2O排放的影响.试验采用加气灌溉(AI)和不加气灌溉(CK)两种灌溉方式,施氮量设不施氮(N1)、传统施氮量的2/3(150 kg·hm-2,N2)和传统施氮量(225 kg·hm-2,N3)3个施氮水平.结果表明:加气灌溉土壤CO2和N2O排放量高于不加气灌溉处理,但是差异不显著;相同灌溉模式下,CO2和N2O排放量随施氮量的增加而显著增加,施氮量是土壤CO2和N2O排放的主要影响因素.加气灌溉条件下,不同施氮处理N2O排放通量与土壤温度和湿度呈显著正相关,CO2排放通量与土壤温度呈显著正相关.加气减氮处理在氮肥减少1/3的情况下,甜瓜产量提高了6.9%,温室气体排放引起的增温潜势值从9544.82 kg·hm-2下降到9340.72 kg·hm-2.综上,通过加气灌溉减少氮肥施用量来抑制农业生产系统中温室气体排放是可行的. 相似文献
14.
中高纬度地区非生长季温室气体排放对生态系统碳、氮循环具有重要影响,但采伐干扰如何影响森林沼泽非生长季土壤温室气体排放尚不明确.本研究采用静态箱-气相色谱法,观测小兴安岭4种森林沼泽(毛赤杨沼泽、白桦沼泽、落叶松苔草沼泽、落叶松藓类沼泽)不同采伐方式下(对照、择伐45%、皆伐,试验处理已10年)非生长季土壤CO2、CH4、和N2O通量及其相关环境因子(温度、湿度及碳氮含量等),分析采伐干扰对温带森林沼泽非生长季土壤温室气体排放的影响规律及主控因子.结果表明: 采伐干扰10年后,4种森林沼泽土壤CO2、CH4和N2O非生长季平均通量分别在53.08~81.31 mg·m-2·h-1、0.09~3.07 mg·m-2·h-1和4.07~8.83 μg·m-2·h-1,其中,皆伐显著提高毛赤杨沼泽和落叶松藓类沼泽非生长季土壤CO2、CH4和N2O排放量,择伐显著提高白桦沼泽、落叶松藓类沼泽及降低毛赤杨沼泽的CO2排放量,且显著降低4种森林沼泽CH4排放量及落叶松苔草沼泽的N2O排放量;天然森林沼泽非生长季土壤CO2排放受土壤温度、有机碳含量及C/N调控,CH4受土壤温度、有机碳含量调控,N2O受气温、土壤pH调控,采伐增加了CO2排放与气温、土壤含水量及积雪深度的相关性,增加了CH4排放与气温、土壤含水量、C/N的相关性,增加了N2O排放与土壤全氮和C/N的相关性;温带天然森林沼泽非生长季土壤CO2、CH4和N2O的年贡献率分别为33.2%~46.5%、6.3%~9.1%和61.5%~68.3%,皆伐提高了白桦沼泽和落叶松藓类沼泽CO2年贡献率和除落叶松藓类沼泽外其他样地的N2O年贡献率,择伐提高了落叶松苔草沼泽、落叶松藓类沼泽CO2、CH4和N2O年贡献率,但降低了白桦沼泽3种气体年贡献率.温带天然森林沼泽非生长季土壤N2O和CO2的年贡献率相对较大,皆伐使两者年贡献率进一步提高,择伐却较大幅度提高了其CH4的年贡献率. 相似文献
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通过田间试验研究了不同缓/控释尿素对水稻产量和稻田周年温室气体排放的影响,评估生产单位质量水稻的温室气体排放量.结果表明: 优化施肥(OPT)处理在减氮(N)21.4%条件下产量与习惯施肥(FFP)处理持平,同时减少了稻田周年CH4和N2O的排放,其中水稻季CH4和N2O分别减排12.6%和12.5%,休闲季N2O减排33.3%.与OPT处理相比,控释尿素(CRU)处理在水稻季CH4减排28.9%,休闲季CH4零排放;硝化抑制剂(DMPP)处理在水稻季CH4和N2O分别减排41.6%和85.7%,休闲季CH4和N2O分别减排76.9%和6.5%.休闲季节N2O排放占周年N2O排放的76.8%~94.9%,是评价整个稻田温室气体排放不容忽视的因素.OPT、CRU和DMPP处理生产1.0 kg稻谷的温室气体排放强度分别为0.50、0.41和0.33 kg·kg-1,综合考虑周年的温室气体排放总量和产量,尿素和硝化抑制剂配合施用可以在保证水稻产量的情况下,减少温室气体的排放. 相似文献
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大气CO2浓度升高潜移默化地影响着水体生态系统的碳循环过程.然而,该过程如何影响与其耦合的氮循环过程仍不明确.水体硝化、反硝化过程作为水体氮循环的重要环节,必然会对大气CO2浓度升高产生一系列的响应.本文总结了国内外关于大气CO2浓度升高对水体理化性质、硝化作用、反硝化作用及N形态转化影响方面的研究工作,发现大气CO2浓度升高会降低水体的pH,增加水中CO2和HCO3-含量,但对富营养化与寡营养化水体中硝化、反硝化作用的影响具有明显差异.大气CO2浓度升高抑制寡营养化水体的硝化作用和反硝化作用,降低N2O的释放通量,抑制富营养化水体的硝化作用,但当水体pH在7~9时,可能促进反硝化作用,增加N2O的释放通量,最终可能导致水体中NH4+的积累及NO3-浓度的降低,影响水体中微生物的多样性.在此基础上提出目前相关研究存在的瓶颈问题及值得深入探讨的科学问题,为进一步深入理解温室效应背景下全球CO2浓度升高对水体生态系统N循环的影响提供参考. 相似文献
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通过对黑土稻田CH4和N2O排放的观测,发现水稻生长季CH4和N2O排放量低于全国其它地区稻田.CH4和N2O排放之间存在互为消长关系(r=-0.513,P<0.05).但在同样施肥水平条件下,间歇灌溉与长期淹灌相比,CH4排放明显减少而N2O略有增加,其相对综合温室效应被大大减少且水稻产量未受影响.为此,间歇灌溉可作为减少稻田温室气体排放的水分管理措施.另外,通过对CH4和N2O排放的相关微生物过程探讨,揭示产甲烷菌数与CH4排放间呈显著性正相关(R2=0.82,P<0.05),硝化菌数和反硝化菌数与N2O排放有重要关系. 相似文献
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土壤含水量与N2O产生途径研究 总被引:8,自引:2,他引:6
土壤含水量变化对N2O产生和排放影响的研究表明,不同含水量情况下,N2O排放也不相同。特别是用乙炔抑制技术证明了在播种前后,气候干燥而土壤含水量较低的情况下,N2O产生主要来自于硝化过程;降雨后,土壤含水量较高时,N2O主要是通过反硝化过程产生;而在农田中等含水量情况下,土壤微生物的硝化和反硝化作用产生的N2O大约各占一半。指出旱作农田N2O产生途径主要取决于土壤水分的控制和调节。 相似文献
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采用静态箱-气相色谱法,对西双版纳热带次生林崖豆藤群落中的蚁巢土壤N2O排放通量的季节动态进行定位研究,分析蚂蚁筑巢引起土壤碳氮库及温湿度等土壤性质变化对N2O排放的影响特征。结果表明:蚂蚁筑巢显著影响热带森林土壤N2O排放,蚁巢土壤N2O排放通量(0.67 mg·m-2·h-1)显著高于非蚁巢土壤(0.48 mg·m-2·h-1),较非蚁巢土壤增加了40.2%;蚁巢与非蚁巢土壤N2O排放通量具有显著的季节变化,6月分别为0.90和0.83 mg·m-2·h-1,显著高于3月(分别为0.38和0.19 mg·m-2·h-1);蚂蚁筑巢显著增加了土壤含水率、温度、有机碳、全氮、水解氮、铵态氮、硝态氮和微生物生物量碳,相较于非蚁巢增加了7.1%~74.1%,蚁巢土壤pH相较于非蚁巢土壤降低了9.9%。结构方程... 相似文献
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以黄河口生态恢复前后未恢复区(R0)、2007年恢复区(R2007)和2002年恢复区(R2002)的芦苇湿地为研究对象,研究了不同形态氮输入对湿地土壤N2O产生过程的影响与贡献.结果表明: 硝态氮(NO3--N)输入对恢复区湿地土壤N2O总产生量的影响远远大于铵态氮(NH4+-N),但两者均抑制了R0土壤的N2O总产生量.尽管NO3--N输入对R2002表层土壤N2O总产生量的影响明显大于R2007,但二者的N2O产生量均随氮输入量的增加而增加.恢复区湿地土壤的反硝化作用和硝化细菌反硝化作用受NO3--N输入的影响明显,而R0土壤产生N2O的生物过程受其影响并不显著.尽管NH4+-N输入对湿地土壤N2O的总产生量影响不大,但其输入整体促进了R0 土壤的硝化细菌反硝化作用、R2007土壤的硝化作用和R2002土壤的非生物作用.比较而言,NO3--N输入对R0、R2007和R2002湿地土壤N2O产生的非生物作用主要表现为抑制,NH4+-N输入则整体提高了R0和R2002湿地土壤非生物作用的N2O产生量,这与不同形态氮输入对土壤pH的调节作用密切相关.研究发现,NO3--N输入大大增加了湿地土壤的N2O总产生量,改变了原有湿地土壤生物作用和非生物作用的贡献模式,故生态恢复工程导致的营养盐输入(NO3--N)应受到特别关注. 相似文献