中国北方草地生长季CH4吸收、CO2和N2O排放量对氮添加响应的Meta分析

来源 :山西农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hongyanzhiji761112
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人为源活性氮的排放导致大气氮沉降不断加剧,氮沉降到陆地生态系统,影响植物群落特征、土壤理化性质及土壤微生物群落特征,进而影响大气—土壤间温室气体通量过程。草地是重要的生态系统,近年来,中国开展了大量关于氮添加对北方草地生长季CH4吸收、CO2和N2O排放量影响的研究,然而由于这些研究的试验地点分布于不同的地理位置、氮添加方式等试验设计也不尽相同,导致结果之间常常相互矛盾,因此氮添加对中国北方草地生长季CH4吸收、CO2和N2O排放量影响的一般规律仍存在争议。为明确氮添加对中国北方草地生长季CH4吸收、CO2和N2O排放量影响的一般规律,本研究采用Meta分析方法,通过检索中国知网(China National Knowledge Infrastructure,CNKI)、万方、维普和Web of Science数据库,整合关于氮添加对中国北方草地生长季CH4吸收、CO2和N2O排放量影响的独立研究结果,分析了氮添加方式(添加量、氮肥种类和添加年限)对中国北方草地生长季CH4吸收、CO2和N2O排放量的影响,以及气候因子(年平均气温、年降水量和海拔)对以上3种温室气体通量对氮添加响应的影响。结果表明,氮添加显著增加中国北方草地生长季CO2和N2O排放量,增幅分别为6.11%和65.33%;CH4吸收呈减少趋势,但并不显著。在不同年平均气温、年降水量、海拔地区,氮添加下中国北方草地生长季CO2排放量差异显著。在年平均气温<0℃和≥0℃的地区,氮添加分别显著增加和减少CO2排放量,增、减幅分别为14.11%和9.82%;在干旱地区,氮添加呈抑制CO2排放的趋势,但并不显著,在湿润地区,氮添加显著增加CO2排放量,增幅为12.24%;在低中海拔和超高海拔地区,氮添加分别呈抑制和促进CO2排放的趋势,但并不显著,在高海拔地区,氮添加显著增加CO2排放量,增幅为6.02%。在不同氮添加年限下和不同海拔地区,氮添加下中国北方草地生长季CH4吸收量差异显著。3~4年氮添加呈促进CH4吸收的趋势,1~2年、5~6年和>6年氮添加呈抑制CH4吸收的趋势,均不显著;在低中海拔地区,氮添加显著减少CH4吸收量,减幅为13.36%,在高海拔和超高海拔地区,氮添加呈促进CH4吸收的趋势,但并不显著。不同氮添加量和添加年限下,中国北方草地生长季N2O排放量差异显著。低氮、中氮和高氮添加显著增加N2O排放量,增幅分别为44.35%、55.72%和290.63%;1~2年、3~4年、5~6年和>6年氮添加均显著增加N2O排放量,增幅分别为48.16%、47.74%、61.01%和207.78%。研究结果还表明,环境变量影响着中国北方草地生长季CH4吸收、CO2和N2O排放量对氮添加的响应。CO2排放响应比与年平均气温呈显著负相关关系。CH4吸收响应比与氮添加量、年平均气温呈显著负相关关系,与海拔呈显著正相关关系。N2O排放响应比与氮添加量、添加年限呈显著正相关关系。综上所述,评估中国北方草地生长季CH4吸收、CO2和N2O排放量对氮添加的响应,应充分考虑氮添加方式(氮添加量、氮肥种类和添加年限)以及当地的气候因子(年平均气温、年降水量和海拔)的影响,该结论为大气氮沉降增加的背景下,草地温室气体通量的评估提供理论基础和科学依据。
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