随着城市人口密度的不断增长和城市化进程的加快，城市绿地面积也在迅速增加。城市草地，作为城市绿地生态系统的主要组成部分，除了对城市生态、景观和居民休闲生活具有积极作用外，还有可能因为高度的人工管理（如灌溉、施肥）而对温室气体氧化亚氮（N2O）和污染气体一氧化氮（NO）排放产生影响，进而影响城市的大气组分和空气质量。但是，目前中国有关城市绿地氮（N）循环的研究还鲜有报道，无法定量城市草地的含N气体（N2O和NO）排放特征。
中国科学院大气物理研究所碳氮循环研究团队联合北京市园林科学研究院，对北京市多种典型城市草地（暖季型、冷季型草地和林下耐阴地被）N2O和NO排放通量进行了完整周年的原位观测研究。结果表明，城市草地N2O和NO排放具有明显的季节性差异，表现为“春夏高、秋冬低”的变化趋势，这种季节变化动态主要受土壤水热条件的协同影响。统计分析表明，土壤水分含量和土壤温度的协同作用可以解释城市草地含N气体排放季节变化的50%-70%。在整个观测期内，城市草地N2O和NO年排放量分别为0.75-1.27 kg N2O-N ha-1 yr-1和0.30-0.46 kg NO-N ha-1 yr-1，二者的排放量均显著高于我国自然草地生态系统（N2O：0.01-0.4 kg N2O-N ha-1 yr-1，NO：0.01-0.094 kg NO-N ha-1 yr-1）。再者，与冷季型草地相比，暖季型草地植被具有较高的水氮利用效率，提高了草地生物量和吸N量，从而减少了土壤微生物硝化和反硝化作用的反应底物。因此，暖季型草地N2O和NO年排放量显著低于冷季型草地。综上，考虑到未来城市人工草地的大面积增加，其势必成为大气N2O和NO的重要排放源。但是，如果加强城市草地的管理，如多种植高水氮利用效率的草地类型，可以有效地缓解迅速扩张的城市绿地生态系统所带来的潜在环境影响。
以上研究成果发表于国际学术期刊Environmental Pollution上（硕士研究生战杨为第一作者，姚志生研究员为本文通讯作者），该研究工作得到国家自然科学基金项目（41977282, 31770751）资助。
图1. 多种城市草地类型的土壤氧化亚氮（N2O）和一氧化氮（NO）季节、年排放量
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Zhan, Y., Xie, J., Yao, Z.*, Wang, R., He, X., Wang, Y., Zheng, X., 2021. Characteristics of annual N2O and NO fluxes from Chinese urban turfgrasses. Environmental Pollution 290, 118017, doi: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.118017.
