降水持续减少对元江稀树灌草丛生态系统土壤N2O排放的影响

N2O是一种重要的温室气体,土壤是N2O的主要来源。研究表明稀树灌草丛生态系统土壤排放的N2O约占土壤源N2O的20%,N2O排放速率和降雨密切相关。然而,目前对于稀树灌草丛地区N2O排放的研究多集中于雨季,且缺乏对降雨减少响应的研究。

版纳植物园全球变化研究组博士研究生李敬在导师张一平研究员的指导下,以元江稀树灌草丛生态系统为研究对象,利用降水控制试验平台,开展了降水持续减少对土壤温室气体排放监测,探究了稀树灌草丛生态系统土壤N2O排放的基本特征及其在降水持续减少下的变化规律。研究发现:(1)稀树灌草丛生态系统土壤表现为排放N2O,排放速率与降水紧密相关,其范围为0.039~0.245 mg N m-2 day-1;(2)雨季的N2O排放速率明显高于旱季的N2O排放速率,最大N2O排放速率出现在8月,最小N2O排放速率出现在12月;(3)降水持续减少显著降低了N2O的排放,对照(CK)、减水30%(PE30)、减水50%(PE5)和减水70%(PE7)的N2O年排放总量分别为:0.20、0.17、0.13和0.12 kg N ha-1 yr-1;(4)随着降水持续减少,旱季排放的N2O占比降低,雨季排放的N2O占比增加,在PE5时达到平衡;降水持续减少在旱季的抑制作用(46.38%)比雨季的抑制作用(38.04%)更为明显。研究结果表明:元江稀树灌草丛生态系统是N2O的排放源;降水持续减少将降低稀树灌草丛生态系统N2O的排放,但不能改变稀树灌草丛N2O源特征;旱季N2O排放占有重要地位,对降水减少更为敏感,应在以后的研究中予以重视,尤其是在年降水波动明显的生态系统中。

相关研究结果以Effects of precipitation exclusion on N2O emissions in a savanna ecosystem in SW China为题,在线发表在Atmospheric Environment上。

本研究得到了国家自然科学基金与云南省政府联合项目(U1602234和U1202234)、国家自然科学基金青年项目(41405143)等项目的资助。此外,得到元江干热河谷生态站、公共技术服务中心和生物地球化学实验室的大力支持,在此表示衷心感谢。

N2O季节差异及对降雨减少的响应

不同处理下N2O年总量及不同季节所占比例

;