——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
全球多年凍土區(qū)土壤儲存著大量氮素,其動態(tài)變化影響植物生長、有機(jī)質(zhì)分解和溫室氣體排放等生態(tài)過程。快速氣候變暖可能打破凍土生態(tài)系統(tǒng)氮輸入與輸出過程之間的平衡,導(dǎo)致土壤氮庫發(fā)生變化,影響生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與氣候變暖之間的反饋效應(yīng)。此前,學(xué)術(shù)界對氣候變暖情景下多年凍土區(qū)土壤氮動態(tài)的認(rèn)識有限,尤其缺乏長時(shí)間尺度上土壤氮庫連續(xù)變化的觀測證據(jù)。
中國科學(xué)院植物研究所楊元合研究團(tuán)隊(duì)依托在青藏高原建立的長期增溫控制實(shí)驗(yàn)平臺,結(jié)合同位素示蹤、室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)、DNDC模型和數(shù)據(jù)整合分析等手段,揭示了多年凍土區(qū)土壤氮庫對增溫的響應(yīng)規(guī)律及驅(qū)動機(jī)制。
連續(xù)10年(2014年至2023年)觀測結(jié)果顯示,增溫前期土壤氮庫與對照相比未發(fā)生顯著變化,但第8年開始增溫小區(qū)表層土壤氮庫降低,平均降幅為7.7%。對氮輸入、氮轉(zhuǎn)化和氮輸出等28個(gè)氮循環(huán)參數(shù)的測定發(fā)現(xiàn),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(jī)氮淋溶損失以及含氮?dú)怏w排放上升。進(jìn)一步,反硝化-分解模型模擬結(jié)果顯示,未來氣候變化情景下,研究區(qū)土壤氮庫將呈現(xiàn)逐漸降低趨勢。同時(shí),全球多年凍土區(qū)的數(shù)據(jù)整合分析證實(shí)上述觀測與模擬結(jié)果,表明多年凍土區(qū)土壤氮庫,對氣候變暖的響應(yīng)比以往認(rèn)為得更為敏感。
這一研究加深了科研人員對多年凍土區(qū)土壤氮庫變化機(jī)制的認(rèn)識,為模型準(zhǔn)確預(yù)估凍土碳–氣候反饋關(guān)系提供了實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
9月2日,相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《自然-地球科學(xué)》(Nature Geoscience)上,《自然-地球科學(xué)》同期配發(fā)研究簡介。研究工作得到國家自然科學(xué)基金和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等的支持。
青藏高原多年凍土區(qū)土壤氮庫對長期增溫的響應(yīng)及機(jī)制
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