我校李建龙教授团队在全球变化研究又取得了重要成果,提出我国生态系统土壤有机碳固定与碳中和新的机制和途经

发布者:刘姝伶发布时间:2021-07-16浏览次数:125

   我校李建龙教授团队最近通过多年研发、天地结合分析与大量样地验证,提出了我国生态系统地表氮富集可有效促进植物生态系统土壤有机碳定与中和机制和途经。该团队从生态系统土壤团聚体的角度入手,对中国陆地生态系统76个添加实验的数据进行Meta分析与应用推演定量评估了富集对植物生态系统土壤团聚体及其碳固定与中和的影响,提出了大气N沉降增加背景下我国陆地生态系统土壤有机碳积累中和的新机制和途经该成果可为未来深入研究大气N沉降对全球陆地生态系统碳循环碳固的影响机制及找到增加碳固定与中和的新途经,提供了一定的科学参考和应用价值


由于我国农业活动和化石燃料燃烧导致的氮沉降在过去几十年里急剧增加氮沉降可通过增加陆地生态系统碳固存来减轻人为二氧化碳排放的负面影响。陆地生态系统氮调控土壤碳收支的潜在机制和途径仍不太清楚,越来越多的证据表明,过量氮添加导致的复杂土壤碳相关过程导致地上-地下碳动力学解耦。土壤团聚体是土壤结构的主要组成部分,按粒径分为大团聚体(>250 μm)、微团聚体(53-250 μm)和粉砂-粘土组分(<53μm)。大团聚体中含有植物残体,形成颗粒有机碳(POC)池,而矿物伴生有机碳(MOC)池与粉质黏土相结合。由于土壤团聚体在物理上保护有机碳不受微生物降解,因此土壤团聚体的稳定性对土壤碳的固存有着重要的影响。平均权重直径(MWD)是一种通过其平均分数尺寸对不同尺寸类别进行加权的指数。因此,随MWD越大,被分析样品中的颗粒越大,越稳定。有关添加对土壤团聚体影响的报道并不一致,这可能是由于氮处理条件和生态系统类型的差异。中国正经历着强烈的N排放污染,已成为世界上最大的活性氮排放国。考虑土壤团聚体对土壤碳库的重要性,需要进一步研究沉降如何影响土壤团聚体和碳在土壤团聚体中的固定和积累过程1-图2

李建龙教授团队最近通过多年研发、大量数据分析与样地验证发现素富集增加了土壤颗粒的平均重量直径(+10%)和大团聚体比例(+6%),但降低了黏粉粒比例(-9%)在所研究的生态系统中,大团聚体碳含量对N素富集响应(+15%)均大于非根际土壤碳(+5%),但微团聚体和黏粉粒有机碳对富集的响应不显著,且富集对土壤团聚体效应值大小因生态系统类型和施肥策略而异。此外,土壤pH值持续下降,并与土壤团聚体碳紧密相关。富集通过增加大团聚体碳和酸化土壤途径促进了颗粒有机碳的积累,同时,土壤团聚体的增加可以抑制微生物对土壤有机质分解2。研究再次表明,在中国陆地生态系统中,大气沉降可能促进土壤团聚体的形成及其固碳效应等作用,进而提出了我国生态系统地表氮富集可有效促进植物生态系统土壤有机碳定与中和的途经1

相关研究成果以Nitrogen addition stimulates soil aggregation and enhances carbon storage in terrestrial ecosystems of China:A meta-analysis为题,发表在国际著名学术期刊Global change biology(IF=10.863)上,论文第一作者为陆啸飞博士,南京大学李建龙教授为论文通讯作者之一,论文链接:https://doi.org/10.1111/gcb.15604

该研究得到中国科学院华南植物园生态中心旷远文研究侯恩庆博士团队,中国科学院地理所于贵瑞院士团队和中国科学院全球变化多个陆地生态观测提供多年数据和支持

工作还得到国家自然科学基金面上项目(No.41471443国家重大科学研究计划973项目No.2010CB950702-(3)国际APN重点项目(ARCP2015-03CMY-LICRRP2017-SP633-LI澳大利亚政府重点基金项目(PSLP:No.64828)和国际金砖五国重点项目等联合资助,在此一並表示衷心感谢