本文關鍵詞：氮輸入對中國東北地區(qū)土壤碳蓄積的影響

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【摘要】：由于人類活動的干擾,通過沉降和施肥形式進入陸地生態(tài)系統(tǒng)的氮素持續(xù)增加,中國已經(jīng)成為繼歐洲和北美之后的第三大氮沉降區(qū),同時也是最大的化肥消費國。氮輸入與陸地生態(tài)系統(tǒng)生物地球化學循環(huán)的一系列過程都相互聯(lián)系,碳循環(huán)及其格局也受到氮輸入的影響。土壤有機碳庫在全球碳循環(huán)中具有重要作用,氮輸入能否或在多大程度上對土壤碳庫產(chǎn)生影響已經(jīng)成為全球變化和氮沉降研究中不可回避的問題。東北地區(qū)是世界三大黑土帶之一,土壤碳的變化不僅對于土壤肥力維持具有重要意義,而且對區(qū)域碳收支具有重要影響。利用生態(tài)系統(tǒng)過程模型——CEVSA2模型,基于我國能源消費、施氮數(shù)據(jù)和降水數(shù)據(jù)生成了一套中國大氣氮沉降的時空網(wǎng)格數(shù)據(jù),結合大氣CO_2濃度、氣候、土地覆被、土壤類型和質(zhì)地的時空數(shù)據(jù),模擬評估了1961-2010年氮輸入對中國東北地區(qū)土壤碳蓄積的影響。結果表明:(1)1961-2010年東北地區(qū)的平均氮沉降速率為1.00gNm~(-2)a~(-1),年增長率為0.047 gN m~(-2)a~(-1)。東北農(nóng)田總氮輸入速率達到5.78 gN m~(-2)a~(-1),從20世紀80年代開始顯著增加。(2)氮輸入促進了東北地區(qū)土壤碳的蓄積,東北陸地生態(tài)系統(tǒng)的土壤碳密度平均增加了135 gC/m~2,50a氮輸入共增加土壤碳蓄積0.16 PgC。(3)氮輸入引起的東北地區(qū)土壤碳蓄積量的變化呈現(xiàn)出東高西低、南高北低的空間格局,遼河平原、松嫩平原和三江平原的土壤碳密度增加量超過了300 gC/m~2。(4)不同植被類型下的土壤碳密度對氮輸入的響應存在較大差異,農(nóng)田土壤碳密度平均增加了230 gC/m~2,森林、灌叢和草地則分別增加了76、169 gC/m~2和89 gC/m~2。氮輸入的空間差異和不同植被類型對氮輸入響應的差異共同決定了東北地區(qū)土壤碳增加量的空間格局。通過本研究闡明了氮輸入對東北農(nóng)田土壤碳蓄積的影響,從而為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的固碳減排和農(nóng)田土壤碳氮管理提供了決策依據(jù)。
【作者單位】： 中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所農(nóng)業(yè)部旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)重點實驗室;中國科學院地理科學與資源研究所生態(tài)系統(tǒng)觀測與模擬重點實驗室;中國林業(yè)科學研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護研究所國家林業(yè)局森林生態(tài)環(huán)境重點實驗室;
【關鍵詞】： 氮沉降 施肥 土壤碳蓄積 東北 CEVSA模型
【基金】：國家自然科學基金項目(41271118,31370463,31070398) 中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程項目 國家留學基金資助(留金發(fā)[2013]3018號)
【分類號】：S153
【正文快照】： input is implicated in a series of biogeochemical cycles that then influence the C cycle and its spatial pattern.The soil Cpool plays an important role in the global C cycle;therefore,the question of whether and to what extent N input affects thesoil C p

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本文編號：1045269