N2O是一种非常重要的温室气体,其排放约为全球温室气体总排放的5~8%。增温潜势是CO2的265倍,并可以破坏臭氧层,给全球气候带来长期深远的影响。N2O排放对气候变暖如何响应已经成为非常重要的科学问题。目前,在草地、森林、冻土、海洋生态系统已经有一些N2O排放对气候变暖响应的研究,而在农田生态系统上开展的实验还非常少。
针对这一重要的科学问题,中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心胡春胜研究组采用红外辐射加热系统,在华北平原冬小麦和大豆轮作的农田中进行了5年的全年昼夜连续模拟增温的田间观测实验。该实验设置了增温1.5 oC,不增温,施氮肥和不施氮肥四个处理。研究表明:在施氮条件下,如果增温降低土壤含水量,土壤干旱会减缓土壤微生物运转和降低反硝化速率,导致增温显著降低春、秋、冬季平均N2O排放通量和小麦季及全年的累积N2O排放通量。同时增温会加快植物生长速度加快,增加氮素和水分吸收,提高蒸散并减少N2O排放。但是在增加灌溉量之后,增温没有降低土壤含水量,也没有降低N2O的排放。在不施氮条件下,增温没有影响土壤含水量和N2O排放。该研究说明了增温和施氮处理通过影响土壤水分的幅度而影响N2O排放。该结果阐明了气候变暖对农田土壤N2O排放的影响,对于未来农田N2O排放对气候变暖的响应以及模型工作上具有一定的理论指导意义。
该研究成果于2015年12月13日在线发表在Agriculture, Ecosystems & Environment。胡春胜研究组博士生柳丽婷为该文章的第一作者。该项研究得到了国家自然科学基金重点项目(Grant No. 41530859)、中国国家科技支持计划(2012BAD14B07-03)和公益性行业专项(201503117-09,31270554,41301323)的资助。
论文全文链接为:
Liu, L. et al., 2016. Experimental warming-driven soil drying reduced N2O emissions from fertilized crop rotations of winter wheat–soybean/fallow, 2009–2014. Agriculture, Ecosystems & Environment, 219: 71-82.
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