一氧化氮（NO）化學活性强，影響著大氣環境化學，極易被對流層臭氧和氫氧自由基氧化，同時也是大氣細顆粒物中硝酸鹽形成的前體物質。森林土壤是大氣NO的重要排放源，但全球森林土壤NO排放仍存在很大的不確定性，這影響了全球森林NO排放的估算，其中網站分佈不均和缺乏高頻線上監測是重要原因。現時，在全球森林開展土壤NO排放研究的網站有59個，而連續自動監測研究則只有13個，在中國溫帶森林還沒有NO連續自動監測的報導（圖1）。
基於此，中科院瀋陽應用生態研究所穩定同位素生態學團隊在遼寧清原森林生態系統國家野外科學觀測研究站一典型溫帶針闊混交林建立了高頻連續土壤NO排放速率的自動採樣和測定系統（系統由15個土壤呼吸室、自動控制系統和NO-NO2-NOx分析儀組成），對該網站森林土壤NO的排放通量進行了連續兩年的觀測（圖2）。
研究發現該網站森林土壤NO年排放量為0.42±0.04 kg N ha？1，低於全球森林土壤平均排放水准1.34±0.28 kg N ha-1yr-1，其中生長季NO排放貢獻占全年NO通量的92%。土壤溫度是NO排放的主要調控因數，解釋了NO季節變化的90–92%。NO通量的錶觀溫度敏感性（Q10）為3.67（圖3）。此外，研究還發現生長季NO排放受土壤濕度的影響，最適土壤濕度為37% WFPS。通過土壤NO通量的高頻量測，有助於我們更好的理解土壤溫濕度對土壤NO排放調控機制，為開發更精確的生物地球化學模型和提高全球森林土壤NO排放估算的準確性提供科學基礎。
該成果以“A strong temperature dependence of soil nitric oxide emission from a temperate forest in Northeast China”為題在2022年6月7日發表在Agricultural and Forest Meteorology期刊。瀋陽生態所博士生黃凱和特別研究助理宿晨霞為共同第一作者，方運霆研究員為通訊作者。該研究得到了中科院儀器研製項目、遼寧省“興遼人才”計畫、中科院盧嘉錫國際團隊和國家自然科學基金委員會等項目的支持。
圖1.全球森林土壤NO排放研究的分佈（n = 59）
圖2.清原大氣和土壤溫度（a）、土壤濕度和日降水（b）、土壤NO排放（c）和土壤有效態氮含量（d）的季節動態
圖中陰影部分代表生長季（4月中旬-10月中旬）
圖3.土壤NO排放與土壤礦質層（5cm）溫度的相關性
圖a，b分別代表2019和2020年土壤NO排放與溫度的相關性；圖c代表取0.5℃的間隔後NO排放與溫度的相關性