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新文速递 | 内蒙古荒漠草原土壤CH4和CO2通量在不同冻融阶段对增温和氮添加的响应

学术   科学   2024-12-21 21:40   北京  

新文速递

本栏目是《植物生态学报》预发表文章推介。预发表栏目中的PDF文件是校样版本，与最后的发表版本会有出入。正式使用请以最后正式发表的版本为准。如需引用预发表阶段的文章可以使用doi标引。

土壤CH4和CO2通量是全球碳循环的重要组成部分, 是缓解和适应气候变化的关键因素, 然而在不同冻融阶段土壤CH4和CO2通量如何响应气候变暖和氮沉降仍未清楚解析。该研究以内蒙古荒漠草原开展了18年的增温和氮沉降野外控制实验为基础, 使用SF-3500多通道全自动土壤气体通量测量控制系统, 在2021年5月至2022年4月不间断地监测了荒漠草原生态系统土壤CH4和CO2通量的变化。研究结果表明: (1)增温、增温+氮添加显著提高了土壤温度, 氮添加对土壤温度则没有显著影响; 各处理均未改变土壤含水量。(2)荒漠草原土壤CH4全年累积吸收通量为344 – 471 mg C·m–2。增温延长了秋季冻结期, 并对该时期土壤CH4累积吸收通量的影响有增加趋势, 氮添加和增温+氮添加则趋向于降低土壤CH4吸收通量; 冬季冻结期占全年土壤CH4吸收通量的比例为8%, 处理间差异不显著; 春季解冻期对全年土壤CH4吸收通量的贡献为14%, 氮添加、增温+氮添加显著降低了该时期土壤CH4吸收通量。(3)荒漠草原CO2全年累积排放通量为101 – 106 g C·m–2; 秋季冻结期排放通量占全年土壤CO2排放通量的比例为5%, 氮添加、增温、增温+氮添加均趋于增加土壤CO2累积排放通量; 土壤CO2通量在冬季冻结期有从排放转变为吸收的趋势; 增温、增温+氮添加在春季解冻期显著增加了土壤CO2排放通量。(4)土壤CH4吸收通量和CO2排放通量与土壤温度和含水量呈显著正相关关系。研究结果揭示荒漠草原土壤CH4通量表现为“碳汇”, 特别在非生长季的土壤CH4累积吸收通量对全年的贡献达到41%; 土壤CO2全年累积通量以排放为主, 非生长季占全年土壤CO2通量的比例为9%。未来应同时考虑生长季和非生长季的碳通量格局, 以更精准地评估全球变化对陆地生态系统碳固持的影响。

稿件信息


张学渊, 任海燕, 汤靖磊, 朱毅, 高翠萍, 韩国栋. 内蒙古荒漠草原土壤CH4和CO2通量在不同冻融阶段对增温和氮添加的响应. 植物生态学报, 2024, DOI: 10.17521/cjpe.2024.0040

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