２）生物炭影响土壤理化性质和氮转化过程。生物炭通过影响土壤理化性质引起土壤养分的变化从而导致土壤N2O排放量的直接和／或间接减少。生物炭施入后，土壤的物理结构（孔隙度、容重、团聚 体、水分或持水能力等）、化学性质（PH和养分状况等）和生物过程（氮循环和氮转化过程等）均发生改变。生物炭对土壤养分的影响主要体现在对土壤无机氮的有效性产生增加、减少或无影响，驱动这些变化的机理被认为是非生物的（吸附或解吸）或与生物相关的氮转化生物过程。

氮的有效性是土壤N2O排放的主要驱动力，而生物炭缓解N2O排放的有效性与其在土壤中占主导地位的N2O产生途径有关。由于反硝化作用是大多数土壤中产生N2O的主要过程，加入生物炭后可使土壤反硝化作用减弱从而减少N2O排放量。值得注意的是，反硝化作用的最后一步是目前生物圈内唯一已知的能够将N2O还原为N2的过程。生物炭可以通过３种方式加速诱导土壤完全反硝化（即N2O还原为N2）作用，从而减少N2O的排放：一是生物炭基质本身的Ｂ电子导体以及衍生的Ｂ电子穿梭来自生物炭表明的锟－氢锟官能团，可能促进电子向土壤反硝化微生物的转移；二是生物炭的亲水性及其与土壤微团聚体的相互作用，可以保护土壤微生物免于暴露氧气中，从而进一步降低了N2O转化的条件；三是生物炭在某些情况下可能会增加N2O还原细菌的丰度，从而促进N2O还原的酶活性。在容易发生反硝化作用的土壤（通常是质地较好的壤土）中，生物炭对其N2O排放量具有较大的减排效果。相比而言，生物炭可以在亚热带和热带地区更大程度上减少土壤N2O排放，其次是温带地区。这是因为该壤土的团聚体的孔隙比砂土或黏土多，从而使土壤中的水分保持更为紧密，有利于反硝化过程的厌氧微场所形成，这有助于生物炭通过调节反硝化过程来减少土壤N2O排放。研究发现，在施肥砂壤土中，添加生物炭可抑制91％土壤累积N2O量，其中累计反硝化量减少了37％，占土壤 N2O排放的85％～95％。

反观土壤N2O的产生途径，反硝化作用不仅导致农田土壤氮素的损失，还促进N2O排放导致全球变暖。土壤PH被证明是区域范围内N2O排放差异的主要调控因子。生物炭本身具有较高的PH可以改善土壤酸度和增加土壤PH缓冲能力来抑制 改良酸性土壤的再酸化。硝化和反硝化对N2O排放的关系并不直接，但土壤PH对这两个过程的氮转化比率有影响，如当反硝化占优势时，PH较高的土壤中N2O排放会降低，而硝化占优势时，PH较高的土壤中N2O排放则会增加。因此，通过在最佳范围内增加土壤PH来改变硝化和反硝化的N2O产物比率对于减少农业土壤N2O排放具有实际意义。

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