Subtropisk skogsjord er en viktig kilde til utslipp av nitrogenoksider

Subtropiske skoger i Sør-Kina er kontinuerlig utsatt for økende mengder atmosfærisk avsetning av nitrogen.
– Overflødig nitrogeninnhold i jord kan føre til økte utslipp av reaktive nitrogengasser som nitrogendioksid (N₂O), en viktig drivhusgass og nitrogenoksid (NO), noe som sterkt bidrar til surt regn", sier doktorand Ronghua Kang.
Hun har brukt de siste tre årene på å undersøke en subtropisk kinesisk skog, TieShanPing, og typer og mengder nitrogengasser de avgir. Dette er den første studien som fokuserer på kvantifisering av utslipp av nitrogenoksid (NO) fra slike skoger i Øst-Asia.

Jordas vanninnhold, pH og organisk karbon påvirker utslippene
I sine studier har Kang sammenlignet utslippene av nitrogenoksid (NO) fra tørre og våte jordarter.
– Jeg fant ut at de gjennomsnittlige nitrogenoksid(NO)-utslippene var betydelig større fra en godt drenert bakketopp enn fra våtere jordarter i grunnvannsutløpsområdet, sier Kang.
Imidlertid fant hun også at når man ser på de to landskapselementene individuelt, øker utslippene med økende jordvanninnhold.
– Dette indikerer at andre faktorer enn vanninnholdet i jorda også spiller en rolle i utslipp av nitrogenoksid (NO), fortsetter hun.
Ytterligere analyser indikerte at disse faktorene er jordens surhet (pH), som påvirker utslippene negativt, og det organiske karboninnholdet, som påvirker utslippene positivt.

Større kilde til nitrogenoksid enn nitrogendioksid
Ved å tørke ut jordprøver har Kang undersøkt forholdet til vanninnhold og utslipp av nitrogenoksid og nitrogendioksid.
– Nitrogenoksid(NO)-utslippene var på sitt største når jorda hadde lavt vanninnhold, rundt 18-21 prosent vannfylt porevolum (WFPS), sier Kang.
Dette er i motsetning til nitrogendioksid (N₂O), som hadde sine største utslipp ved det høyeste vanninnholdet. Kangs analyser av nitrogenutslipp viser videre at jorda i TieShanPing er en større kilde til nitrogenoksid (NO) enn nitrogendioksid (N₂O).

Kildepartisjonering
Kang har også undersøkt muligheten til å bestemme nitrogenoksidkilder i jord ved bruk av isotopmålinger. En modifisert metode ble utviklet for fangst og analyse av ¹⁵NO, hvor nitrogenoksid (NO) oksideres til nitrogendioksid (NO₂) ved hjelp av kromtrioksid (CrO3), før nitrering av nitrogenoksid (NO₂) som nitrat (NO_3-) i en oppløsning inneholdende 1,2 M hydrogenperoksid (H₂O₂) og 0,5 M natriumhydroksid (NaOH).
– Testene i metoden med naturlig ¹⁵N overflod eller med ¹⁵N-beriket nitrogenoksid (NO) viste at metoden er reproduserbar og nøyaktig, og derfor egnet for ¹⁵N-isotopiske studier for å undersøke forskjellige nitrogenoksid(NO)-kilder i jord.
Basert på fangstmetoden viste resultatene fra et in-situ-¹⁵N-forsøk at mer enn 80% av nitrogenoksidet (NO) som ble frigjort fra bergsløpsjord, ble dannet gjennom nitrifikasjon. I motsetning til nitrogenoksid (NO), ble nitrogendioksid (N₂O) hovedsakelig avledet fra denitrifikasjon.

Denne undersøkelsen viser at subtropiske skoger mettet med nitrogen, med et monsunklima, som gjennomgår store svingninger i jordfuktighet, sannsynligvis vil avgi store mengder nitrogenoksid (NO). Hvordan dette påvirker det regionale nitrogenbudsjettet trenger videre forskning.