Environmental Science & Technology | 增温和氮添加对草原生态系统碳交换的影响

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荒漠草原是欧亚大陆独特的草原与沙漠过渡地带。它是欧亚温带草原的重要组成部分，被认为是全球变化下的脆弱生态系统，被认为极易受到全球变化的影响。草地生态系统服务，如碳（C）固存，受到持续全球变暖和氮（N）沉积增加的危害，这是影响草地生态系统的两个最重要的全球变化因素。 荒漠草原极有可能受到气候变暖和氮沉降引起的变化的影响，变暖和氮沉降对植物群落稳定性具有附加的负面影响。这可能导致沙漠草原从碳库转变为碳源，或从小碳源转变为大碳源。 
本研究依托在内蒙古北方短花针茅荒漠草原长期增温和氮沉降实验平台。实验处理以红外辐射模拟增温为主要因子，氮添加为次要因子，研究增温和氮素添加对生态系统碳交换的影响及其内在机制。长期试验表明：增温对土壤净生态系统交换(NEE)和地上总生物量(TAB)均无显著影响，但对C4(增加23.4%)和C3(减少11.4%)植物生物量有显著影响。施氮通过增加土壤无机氮含量显著增加了净生态系统碳交换和植物地上生产力(土壤TAB和NEE分别提高9.3%和26.0%)。因此，所研究的荒漠草原对全球变化没有从碳汇转变为碳源，而是对氮沉降有积极的响应。本研究揭示了荒漠草原在全球变暖背景下并没有从碳汇转向碳源，通过调节不同光合类型的植物来适应气候变暖，氮沉降可以促进植物生长和碳汇，对气候变化产生负反馈效应。

图1 研究框架图

图2 2007-2018年中国北方荒漠草原（A）总地上生物量和（B）C3物种和（C）C4物种地上生物量的平均值

上述研究以题为“ Long-term warming and nitrogen addition have contrasting effects on ecosystem carbon exchange in a desert steppe”发表在国际著名期刊《Environmental Science & Technology》上。内蒙古农业大学韩国栋教授为通讯作者。

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