水保所在氮沉降對全球土壤碳庫存及溫室氣體排放影響研究中取得進展

2020-12-07 中國科學院

水保所在氮沉降對全球土壤碳庫存及溫室氣體排放影響研究中取得進展

2020-04-17 水土保持研究所

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　　氮是生態系統養分循環中最為重要的元素之一，對陸地生態系統具有重要影響。許多陸地生態系統生長由於受氮限制，導致生產力及穩定性下降，而氮沉降通常促進植物生產力的提高，進而提高土壤碳儲量，但是，也有研究認為氮沉降不能促進碳固定或者對土壤碳固定影響不大。這種不確定性與研究區域的氣候、生態系統類型、研究時空尺度均有關係。所以，科學界關於氮沉降能否增加陸地生態系統土壤碳庫仍沒有明確的定論。

　　針對氮沉降這一全球性問題，中國科學院水土保持研究所黃土高原土壤侵蝕與旱地農業國家重點實驗室研究員鄧蕾（第一作者）和教授彭長輝（通訊作者），基於多樣點實測數據，計算出陸地生態系統各土地利用類型的氮沉降對土壤碳庫和溫室氣體排放的誘導因子（每年每公頃每千克氮沉降所帶來的固碳或溫室氣體排放效應），在此基礎上，結合最新的全球氮沉降分布數據、土地利用分布圖，氣象數據、IPCC公布的溫室氣體增溫潛能（百年水平），定量評估了全球尺度氮沉降對陸地生態系統土壤碳庫和溫室氣體排放的影響大小，量化了氣候、生態系統類型、N沉降量、N沉降類型、N施用周期對土壤碳庫和溫室氣體排放的貢獻，並指出了研究中仍然存在的一些問題和未來需要開展的一些工作。

　　研究發現，氮沉降增加了全球土壤碳庫存，全球尺度氮沉降使得全球陸地生態系統土壤碳儲量年均增加1.73Pg；氮沉降總體會增加全球土壤溫室氣體排放，但受生態類型影響，全球尺度上氮沉降使得陸地生態系統土壤CO2、CH4、N2O年均排放3.13 Pg C、0.08 Pg C, 0.01 Pg N；氮沉降總體增加了全球土壤溫室氣體排放的增溫潛勢，發現氮沉降促進了農田和溼地土壤溫室氣體對全球變暖的作用，但氮沉降能夠增加森林和草地應對全球變暖的能力，定量估算出氮沉降對全球土壤的綜合增溫潛勢為10.20 Pg CO2yr-1，並且認為土壤碳庫和溫室氣體排放受氣候區域、植被類型和N沉降特徵的共同影響。研究指出，需加強多氣候因子、多生態類型、多時間尺度以及氮沉降對自然生態系統影響的長期監測和預測研究。相關論文發表在國際期刊Global Change Biology上。

　　論文連結


　　氮是生態系統養分循環中最為重要的元素之一，對陸地生態系統具有重要影響。許多陸地生態系統生長由於受氮限制，導致生產力及穩定性下降，而氮沉降通常促進植物生產力的提高，進而提高土壤碳儲量，但是，也有研究認為氮沉降不能促進碳固定或者對土壤碳固定影響不大。這種不確定性與研究區域的氣候、生態系統類型、研究時空尺度均有關係。所以，科學界關於氮沉降能否增加陸地生態系統土壤碳庫仍沒有明確的定論。
　　針對氮沉降這一全球性問題，中國科學院水土保持研究所黃土高原土壤侵蝕與旱地農業國家重點實驗室研究員鄧蕾（第一作者）和教授彭長輝（通訊作者），基於多樣點實測數據，計算出陸地生態系統各土地利用類型的氮沉降對土壤碳庫和溫室氣體排放的誘導因子（每年每公頃每千克氮沉降所帶來的固碳或溫室氣體排放效應），在此基礎上，結合最新的全球氮沉降分布數據、土地利用分布圖，氣象數據、IPCC公布的溫室氣體增溫潛能（百年水平），定量評估了全球尺度氮沉降對陸地生態系統土壤碳庫和溫室氣體排放的影響大小，量化了氣候、生態系統類型、N沉降量、N沉降類型、N施用周期對土壤碳庫和溫室氣體排放的貢獻，並指出了研究中仍然存在的一些問題和未來需要開展的一些工作。
　　研究發現，氮沉降增加了全球土壤碳庫存，全球尺度氮沉降使得全球陸地生態系統土壤碳儲量年均增加1.73Pg；氮沉降總體會增加全球土壤溫室氣體排放，但受生態類型影響，全球尺度上氮沉降使得陸地生態系統土壤CO2、CH4、N2O年均排放3.13 Pg C、0.08 Pg C, 0.01 Pg N；氮沉降總體增加了全球土壤溫室氣體排放的增溫潛勢，發現氮沉降促進了農田和溼地土壤溫室氣體對全球變暖的作用，但氮沉降能夠增加森林和草地應對全球變暖的能力，定量估算出氮沉降對全球土壤的綜合增溫潛勢為10.20 Pg CO2yr-1，並且認為土壤碳庫和溫室氣體排放受氣候區域、植被類型和N沉降特徵的共同影響。研究指出，需加強多氣候因子、多生態類型、多時間尺度以及氮沉降對自然生態系統影響的長期監測和預測研究。相關論文發表在國際期刊Global Change Biology上。
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