全球多年凍土區土壤儲存著大量氮素,其動態變化影響植物生長、有機質分解和溫室氣體排放等生態過程。快速氣候變暖可能打破凍土生態系統氮輸入與輸出過程之間的平衡,導致土壤氮庫發生變化,影響生態系統碳循環與氣候變暖之間的反饋效應。此前,學術界對氣候變暖情景下多年凍土區土壤氮動態的認識有限,尤其缺乏長時間尺度上土壤氮庫連續變化的觀測證據。
中國科學院植物研究所楊元合研究團隊依托在青藏高原建立的長期增溫控制實驗平臺,結合同位素示蹤、室內培養實驗、DNDC模型和數據整合分析等手段,揭示了多年凍土區土壤氮庫對增溫的響應規律及驅動機制。
連續10年(2014年至2023年)觀測結果顯示,增溫前期土壤氮庫與對照相比未發生顯著變化,但第8年開始增溫小區表層土壤氮庫降低,平均降幅為7.7%。對氮輸入、氮轉化和氮輸出等28個氮循環參數的測定發現,表層土壤氮庫下降,歸因于多年生植物氮吸收量增加、土壤無機氮淋溶損失以及含氮氣體排放上升。進一步,反硝化-分解模型模擬結果顯示,未來氣候變化情景下,研究區土壤氮庫將呈現逐漸降低趨勢。同時,全球多年凍土區的數據整合分析證實上述觀測與模擬結果,表明多年凍土區土壤氮庫,對氣候變暖的響應比以往認為得更為敏感。
這一研究加深了科研人員對多年凍土區土壤氮庫變化機制的認識,為模型準確預估凍土碳–氣候反饋關系提供了實驗證據。
9月2日,相關研究成果在線發表在《自然-地球科學》(Nature Geoscience)上,《自然-地球科學》同期配發研究簡介。研究工作得到國家自然科學基金和國家重點研發計劃等的支持。
論文鏈接
青藏高原多年凍土區土壤氮庫對長期增溫的響應及機制
本文鏈接:多年凍土區土壤氮庫對長期增溫的響應機制獲揭示http://www.sq15.cn/show-12-1710-0.html
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