B11B-0420
Emission of Nitrous Oxide in Temperate Forests with Different Stages of Nitrogen Saturation in Central Japan

Monday, 14 December 2015
Poster Hall (Moscone South)
Fan Shaoyan, Tokyo University of Agriculture and Technology, Tokyo, Japan
Abstract:
Long-term nitrogen deposition has caused a problem called nitrogen saturation in forest ecosystems globally. Aber et al. (1989) suggested that nitrogen saturation activate soil nitrification in forest systems, which is the main process of N2O production in aerobic condition. Thus, nitrogen saturation may affect significantly the N2O emission from forests, while the impact on flux has not been quantitatively evaluated yet.

 In the present study, 3-year monitoring of N2O emission was performed in an N-saturated forests (Tama Hill, Tokyo): the emission rate of N2O was measured monthly by a closed chamber method at 12 plots along a slope, and the net nitrification rate of surface soil (0–10 cm) was measured 4 times in situ. In addition, a comparative research was conducted in summer in eight temperate forests with different stages of nitrogen saturation in central Japan; the N2O flux, soil moisture, nitrogen availability and stream water NO3- concentration were measured at each site. In an N-saturated forests, the annual N2O emission was estimated to be 0.88 kg N ha-1year-1 , showing a typical seasonal variation . The seasonal patterns of N2O emission were significantly related to soil moisture and ambient temperature. We also found high spatial variation of N2O flux among 12 plots along the slope, which was generally higher at the bottom. Moreover, a positive correlation was found between the rate of N2O emission and the net nitrification rate with WFPS<60%, while it was unclear in some humid spots with WFPS>60% , probably due to the effect of denitrification. In comparison sites, the N2O emission rate ranged nearly 16-fold from 0.13-2.11 g N ha-1day-1 was linearly related to the stream water NO3- concentration ranged 10-fold from 0.14 to 1.4 mg N/L. Our results revealed N enrichment in forest obviously stimulate soil N2O emission.

Keywords: Nitrous oxide, nitrogen saturation, nitrification, temperate forest