氣候變暖使空氣和土壤溫度持續(xù)升高,繼而會(huì)通過(guò)提高土壤微生物活性等方式對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的N庫(kù)變化和N素轉(zhuǎn)化速率產(chǎn)生重要影響。一方面可能增加土壤中無(wú)機(jī)氮的有效性而提高植物生產(chǎn)力;另一方面會(huì)加大N的淋溶損失和N2O等氣體損失產(chǎn)生負(fù)面的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)。原位增溫被認(rèn)為是目前能夠較好地模擬氣候變暖對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)N循環(huán)影響的有效手段,但不同研究者采用的增溫方案(增溫裝置和時(shí)間)、關(guān)注的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型和N循環(huán)過(guò)程并不一致。
為了全面認(rèn)識(shí)氣候變暖對(duì)N循環(huán)的可能影響,比較不同的增溫方案效果和不同生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)的差異,中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所白娥研究員帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)相關(guān)五十余篇文獻(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行Meta-analysis分析表明:在不考慮增溫方案和生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型差異條件下,增溫使土壤凈礦化速率和凈硝化速率平均分別增加了 52.2%和32.2%,從而導(dǎo)致土壤無(wú)機(jī)N和總N含量不同程度的增加;增溫對(duì)土壤微生物N變化的影響很小,可能由于受到土壤碳供給的限制。不同生態(tài)系統(tǒng)對(duì)增溫處理的響應(yīng)不同,灌木林和荒漠的敏感性低于森林,可能的原因是增溫更易造成前兩者土壤水分損失從而限制其微生物對(duì)N素的轉(zhuǎn)化速率;不同增溫裝置和增溫時(shí)間的影響效果也不同,其中采用加熱電纜(埋入土壤)和全天候增溫的效果最為明顯。這項(xiàng)研究的結(jié)果對(duì)更深入地了解N循環(huán)對(duì)氣候變暖的響應(yīng)過(guò)程,以及溫度升高對(duì)植物和生態(tài)系統(tǒng)功能的影響機(jī)制具有重要的意義。
該研究得到國(guó)家973和自然基金項(xiàng)目的支持。研究結(jié)果以"A meta-analysis of experimental warming effects on terrestrial nitrogen pools and dynamics"為題發(fā)表于國(guó)際相關(guān)領(lǐng)域著名刊物New Phytologist(http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.12252/abstract)