【摘 要】
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全球气候变化对陆地生态系统土壤N2O排放的影响尚不明确。为定量分析气候因子变化(CO2浓度增加、温度升高、同时增加CO2浓度和温度)对不同土地利用方式(森林、草地和耕地)土
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全球气候变化对陆地生态系统土壤N2O排放的影响尚不明确。为定量分析气候因子变化(CO2浓度增加、温度升高、同时增加CO2浓度和温度)对不同土地利用方式(森林、草地和耕地)土壤N2O排放的影响,本研究基于2019年以前公开发表的70篇文献中的209组观测数据,应用Meta分析系统评价了大气CO2浓度增加和温度升高条件下不同土地利用方式土壤N2O排放的响应特征。分析结果表明,总体情况下大气CO2浓度增加使土壤N2O排放显著增加了 23%(P<0.05)。当CO2浓度增量小于150 ppm时,CO2浓度升高对土壤N2O排放的促进作用最强,使土壤N2O排放显著增加了 45%(P<0.05);大气CO2浓度增量大于150 ppm、小于300 ppm时,土壤N2O排放量增加19%(P>0.05);大气CO2浓度增量大于300 ppm时,土壤N2O排放量增加11%(P>0.05)。CO2浓度增量与土壤N2O排放呈显著负相关关系(P<0.05),这可能是由于CO2浓度持续增加导致土壤中可利用氮素降低,土壤N2O产生所需底物减少,进而降低土壤N2O排放。与林地和草地相比,耕地土壤N2O排放对CO2浓度升高的响应最大,使耕地土壤N2O排放增加了 38%(P<0.05),这可能与农田生态系统高氮肥施入量和较强的人类活动干扰有关。总体而言,增温对土壤N2O排放无显著影响(P>0.05)。土壤N2O排放对增温处理的响应特征在不同土地利用方式下同样呈现一定差异,温度升高条件下,森林土壤N2O排放增加20%(P>0.05),草地和耕地土壤N2O排放分别降低了 16%和4%(P>0.05),这种差异可能是由于不同土地利用方式土壤碳氮比的差异造成的。温度增加小于2℃时,温度升高导致森林土壤N2O排放显著增加了 32%(P<0.05),这表明增温背景下森林可能成为土壤N2O排放的主要增长源。本研究还发现,同时增加温度和CO2浓度对土壤N2O排放的促进效应高于单独增温或增CO2浓度对土壤N2O排放的效应值。人类活动干扰可能加剧气候变化条件下陆地生态系统土壤N2O排放增长。
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