由于人类活动的干扰,近年来,通过沉降和施肥形式进入陆地生态系统的氮素持续增加,众多研究表明,中国已经成为继欧洲和北美之后的第三大氮沉降区。氮与陆地生态系统生物地球化学循环的一系列过程都相互联系,碳循环及其格局也受到氮的影响...由于人类活动的干扰,近年来,通过沉降和施肥形式进入陆地生态系统的氮素持续增加,众多研究表明,中国已经成为继欧洲和北美之后的第三大氮沉降区。氮与陆地生态系统生物地球化学循环的一系列过程都相互联系,碳循环及其格局也受到氮的影响,因此大气氮沉降的变化受到广泛关注,探明区域大气氮沉降的时空格局对评估氮沉降对陆地生态系统碳循环的影响具有重要意义。构建了一个基于降水、能源消费和施肥数据的氮沉降时空格局模拟方法,通过与观测数据的比较说明该模拟方法能够较好地模拟氮沉降的时空变化,在此基础上,利用该方法模拟了1961—2010年中国区域氮沉降的时空格局。结果表明:(1)1961—2010年中国区域年平均氮沉降速率为0.81 g N m^(-2)a^(-1),由20世纪60年代的0.31 g N m^(-2)a^(-1)增加到21世纪初的1.71g N m^(-2)a^(-1),年增长率为0.04 g N m^(-2)a^(-1)。总氮沉降量由20世纪60年代的2.85 Tg N/a增加至15.68 Tg N/a。(2)NHx-N的沉降速率大约是NOy-N的4倍,是主要的氮沉降形式。1961—2010年我国湿沉降平均速率为0.63 g N m^(-2)a^(-1),是干沉降速率(0.17g N m^(-2)a^(-1))的3.63倍,是氮素进入陆地生态系统的重要途径。(3)在空间上,我国的大气氮沉降速率呈现出由东南向西北梯度递减的格局,华北、华中和东北的农田是氮沉降速率最大的区域,同时也是氮沉降速率增长最快的区域。展开更多
The nitrogen （N） pollution status of the 12 most important rivers in Changshu, Taihu Lake region was investigated. Water samples were collected from depths of 0.5-1.0 m with the aid of the global positioning system ...The nitrogen （N） pollution status of the 12 most important rivers in Changshu, Taihu Lake region was investigated. Water samples were collected from depths of 0.5-1.0 m with the aid of the global positioning system （GPS）. The seasonal variations in the concentrations of different N components in the rivers were measured. Using tension-free monolith lysimeters and ^15N-labeled fertilizer, field experiments were carried out in this region to determine variations of iSN abundance of NO3^- in the leachate during the rice and wheat growing seasons, respectively. Results showed that the main source of N pollution of surface waters in the Taihu Lake region was not the N fertilizer applied in the farmland but the urban domestic sewage and rural human and animal excreta directly discharged into the water bodies without treatment. Atmospheric dry and wet N deposition was another evident source of N pollutant of the surface waters. In conclusion, it would not be correct to attribute the N applied to farmlands as the source of N pollution of the surface waters in this region.展开更多
研究了鼎湖山自然保护区3种森林生态系统土壤微生物量碳对氮沉降增加的响应。选取南亚热带代表性森林类型马尾松林、混交林和季风常绿阔叶林(季风林)建立野外模拟氮沉降试验样地。2003年7月开始每月进行氮处理。这些处理分别为对照、低...研究了鼎湖山自然保护区3种森林生态系统土壤微生物量碳对氮沉降增加的响应。选取南亚热带代表性森林类型马尾松林、混交林和季风常绿阔叶林(季风林)建立野外模拟氮沉降试验样地。2003年7月开始每月进行氮处理。这些处理分别为对照、低氮处理、中氮处理和高氮处理,即0、50、100 kg N hm-2a-1和150 kg N hm-2a-1。在2004年11月和2006年6月用氯仿熏蒸浸提法分别测定土壤微生物量碳和土壤可浸提有机碳。土壤微生物量碳和可浸提有机碳含量均表现为2006年6月高于2004年11月;季风林高于马尾松林和混交林。随着氮沉降增加季风林土壤微生物量碳减少,但可浸提有机碳含量则增加,且此趋势在高氮处理下表现明显。然而,氮沉降增加对马尾松林和混交林土壤微生物量碳和可浸提有机碳含量的影响不显著。以上结果表明,氮沉降增加可能提高季风林土壤有机碳的固持能力。展开更多
分析了陆生植物地上、地下各组织中生物量分配对氮沉降的响应,为研究大气氮沉降背景下陆地生态系统的碳、氮循环过程及植物生物量分配、立木收获、定向培育等相关研究和实践提供参考依据。共收集整理了国内外63篇论文的原始数据资料进行...分析了陆生植物地上、地下各组织中生物量分配对氮沉降的响应,为研究大气氮沉降背景下陆地生态系统的碳、氮循环过程及植物生物量分配、立木收获、定向培育等相关研究和实践提供参考依据。共收集整理了国内外63篇论文的原始数据资料进行Meta分析(Meta-analysis),用以定量评估氮沉降对植物生物量分配的影响,并通过亚组分析进一步探讨了不同生态系统类型、植物种类、氮肥形式、施氮水平和持续时间对生物量分配的影响。结果表明,总体来看施氮会显著促进植物地上部分生物量分配,植物叶生物量和茎生物量在施氮条件下均显著增加;然而地下生物量所受促进作用要低于地上部分,表现为植物细根生物量和粗根生物量在氮输入下并没有显著变化;植物根冠比在氮沉降下显著降低;叶重比、茎重比和根重比在氮沉降下没有显著变化。此外,亚组分析结果表明生态系统类型和植物类型会显著影响植物总生物量和根冠比对氮沉降的响应,草本植物在氮沉降下的生物量累积明显优于木本,这说明短期氮沉降可能会增加草本的覆盖面积;施肥形式对根冠比的影响存在明显差异,相比于尿素,硝酸铵对植物根冠比的作用更显著;不同施氮水平显著影响地上生物量分配,中氮水平(本研究为60—120 kg hm-2a-1)促进作用最大,高氮水平(本研究为≥120 kg hm-2a-1)促进作用明显减弱,这与总生物量的变化一致,表明过高的氮沉降量将抑制植物生长;氮沉降处理时间长短对植物地上生物量的影响也存在显著差异,当施氮时间高于3年,氮沉降对地上生物量的促进作用几乎消失。总之,短期氮沉降会使植物分配更多生物量给地上部分,且氮沉降对草本植物生物量的累积作用明显优于木本,这些发现可为未来大气氮沉降背景下植物地上、地下部分碳存储、植物群落结构、植被动态等相关研究�展开更多
文摘由于人类活动的干扰,近年来,通过沉降和施肥形式进入陆地生态系统的氮素持续增加,众多研究表明,中国已经成为继欧洲和北美之后的第三大氮沉降区。氮与陆地生态系统生物地球化学循环的一系列过程都相互联系,碳循环及其格局也受到氮的影响,因此大气氮沉降的变化受到广泛关注,探明区域大气氮沉降的时空格局对评估氮沉降对陆地生态系统碳循环的影响具有重要意义。构建了一个基于降水、能源消费和施肥数据的氮沉降时空格局模拟方法,通过与观测数据的比较说明该模拟方法能够较好地模拟氮沉降的时空变化,在此基础上,利用该方法模拟了1961—2010年中国区域氮沉降的时空格局。结果表明:(1)1961—2010年中国区域年平均氮沉降速率为0.81 g N m^(-2)a^(-1),由20世纪60年代的0.31 g N m^(-2)a^(-1)增加到21世纪初的1.71g N m^(-2)a^(-1),年增长率为0.04 g N m^(-2)a^(-1)。总氮沉降量由20世纪60年代的2.85 Tg N/a增加至15.68 Tg N/a。(2)NHx-N的沉降速率大约是NOy-N的4倍,是主要的氮沉降形式。1961—2010年我国湿沉降平均速率为0.63 g N m^(-2)a^(-1),是干沉降速率(0.17g N m^(-2)a^(-1))的3.63倍,是氮素进入陆地生态系统的重要途径。(3)在空间上,我国的大气氮沉降速率呈现出由东南向西北梯度递减的格局,华北、华中和东北的农田是氮沉降速率最大的区域,同时也是氮沉降速率增长最快的区域。
基金Project supported by the State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences (No. 035109)the National Natural Science Foundation of China (No. 30390080).
文摘The nitrogen （N） pollution status of the 12 most important rivers in Changshu, Taihu Lake region was investigated. Water samples were collected from depths of 0.5-1.0 m with the aid of the global positioning system （GPS）. The seasonal variations in the concentrations of different N components in the rivers were measured. Using tension-free monolith lysimeters and ^15N-labeled fertilizer, field experiments were carried out in this region to determine variations of iSN abundance of NO3^- in the leachate during the rice and wheat growing seasons, respectively. Results showed that the main source of N pollution of surface waters in the Taihu Lake region was not the N fertilizer applied in the farmland but the urban domestic sewage and rural human and animal excreta directly discharged into the water bodies without treatment. Atmospheric dry and wet N deposition was another evident source of N pollutant of the surface waters. In conclusion, it would not be correct to attribute the N applied to farmlands as the source of N pollution of the surface waters in this region.
文摘研究了鼎湖山自然保护区3种森林生态系统土壤微生物量碳对氮沉降增加的响应。选取南亚热带代表性森林类型马尾松林、混交林和季风常绿阔叶林(季风林)建立野外模拟氮沉降试验样地。2003年7月开始每月进行氮处理。这些处理分别为对照、低氮处理、中氮处理和高氮处理,即0、50、100 kg N hm-2a-1和150 kg N hm-2a-1。在2004年11月和2006年6月用氯仿熏蒸浸提法分别测定土壤微生物量碳和土壤可浸提有机碳。土壤微生物量碳和可浸提有机碳含量均表现为2006年6月高于2004年11月;季风林高于马尾松林和混交林。随着氮沉降增加季风林土壤微生物量碳减少,但可浸提有机碳含量则增加,且此趋势在高氮处理下表现明显。然而,氮沉降增加对马尾松林和混交林土壤微生物量碳和可浸提有机碳含量的影响不显著。以上结果表明,氮沉降增加可能提高季风林土壤有机碳的固持能力。
文摘分析了陆生植物地上、地下各组织中生物量分配对氮沉降的响应,为研究大气氮沉降背景下陆地生态系统的碳、氮循环过程及植物生物量分配、立木收获、定向培育等相关研究和实践提供参考依据。共收集整理了国内外63篇论文的原始数据资料进行Meta分析(Meta-analysis),用以定量评估氮沉降对植物生物量分配的影响,并通过亚组分析进一步探讨了不同生态系统类型、植物种类、氮肥形式、施氮水平和持续时间对生物量分配的影响。结果表明,总体来看施氮会显著促进植物地上部分生物量分配,植物叶生物量和茎生物量在施氮条件下均显著增加;然而地下生物量所受促进作用要低于地上部分,表现为植物细根生物量和粗根生物量在氮输入下并没有显著变化;植物根冠比在氮沉降下显著降低;叶重比、茎重比和根重比在氮沉降下没有显著变化。此外,亚组分析结果表明生态系统类型和植物类型会显著影响植物总生物量和根冠比对氮沉降的响应,草本植物在氮沉降下的生物量累积明显优于木本,这说明短期氮沉降可能会增加草本的覆盖面积;施肥形式对根冠比的影响存在明显差异,相比于尿素,硝酸铵对植物根冠比的作用更显著;不同施氮水平显著影响地上生物量分配,中氮水平(本研究为60—120 kg hm-2a-1)促进作用最大,高氮水平(本研究为≥120 kg hm-2a-1)促进作用明显减弱,这与总生物量的变化一致,表明过高的氮沉降量将抑制植物生长;氮沉降处理时间长短对植物地上生物量的影响也存在显著差异,当施氮时间高于3年,氮沉降对地上生物量的促进作用几乎消失。总之,短期氮沉降会使植物分配更多生物量给地上部分,且氮沉降对草本植物生物量的累积作用明显优于木本,这些发现可为未来大气氮沉降背景下植物地上、地下部分碳存储、植物群落结构、植被动态等相关研究�
