梁 艷,干珠扎布,曹旭娟,張偉娜,張 勇,栗文瀚,高清竹,*,萬運(yùn)帆,李玉娥,旦久羅布,何世丞

1 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所,北京 100081 2 農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)環(huán)境與氣候變化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100081 3 北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院,北京 100875 4 西藏自治區(qū)那曲地區(qū)草原站,那曲 852100

模擬氮沉降對(duì)藏北高寒草甸溫室氣體排放的影響

梁 艷1,2,干珠扎布1,2,曹旭娟1,2,張偉娜1,2,張 勇3,栗文瀚1,2,高清竹1,2,*,萬運(yùn)帆1,2,李玉娥1,2,旦久羅布4,何世丞4

1 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所,北京 100081 2 農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)環(huán)境與氣候變化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100081 3 北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院,北京 100875 4 西藏自治區(qū)那曲地區(qū)草原站,那曲 852100

氮沉降；高寒草甸；溫室氣體；土壤養(yǎng)分；生物量

氮沉降是指由自然或人為活動(dòng)向大氣中輸入的活性氮化合物通過干、濕沉降的途徑進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的過程[1]。近幾十年來,人類活動(dòng)導(dǎo)致大氣氮沉降量顯著增加,施肥以及植物固氮向生態(tài)系統(tǒng)輸入的氮素逐漸增多,明顯改變了陸地生態(tài)系統(tǒng)碳、氮循環(huán),進(jìn)而影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能[2]。我國平均大氣干濕總沉降量為12.9kg hm-2a-1,部分地區(qū)高達(dá)63.5 kg hm-2a-1,已成為繼歐洲、北美之后的第三大氮沉降區(qū),隨著我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展,氮沉降的問題將愈發(fā)嚴(yán)重[3]。

草地是分布最廣的陸地生態(tài)系統(tǒng)類型之一,對(duì)全球變化極為敏感,也是目前人類活動(dòng)影響最為嚴(yán)重的區(qū)域[4]。其不僅受氣溫升高[5]、降水格局變化[6]、CO2濃度富集[7]的影響,其對(duì)氮沉降增加[8]也較為敏感,并且通過一系列生理生態(tài)活動(dòng)調(diào)節(jié)溫室氣體排放,從而對(duì)氣候變化產(chǎn)生重要的反饋?zhàn)饔?。CO2是最主要的溫室氣體,對(duì)溫室氣體增溫效應(yīng)的貢獻(xiàn)約為63%[9]。草地生態(tài)系統(tǒng)CO2交換過程包括植被通過光合和呼吸作用,以及土壤中的有機(jī)物通過微生物分解作用將CO2釋放到大氣中的過程[10]。一般來說,短期添加氮素會(huì)加快土壤碳礦化速率,促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)碳排放[11]。除CO2外,CH4和N2O也是很重要的溫室氣體。CH4有很強(qiáng)的紅外吸收能力,其增溫潛勢(shì)是CO2的15—30倍,在大氣中濃度和輻射強(qiáng)度僅次于CO2[12],對(duì)溫室氣體增溫效應(yīng)的貢獻(xiàn)約為18%[9]。短期添加氮素會(huì)降低青藏高原高寒草甸CH4的吸收[13]。N2O在大氣中留存時(shí)間長,其輻射強(qiáng)迫為CO2的310倍,對(duì)溫室氣體增溫效應(yīng)的貢獻(xiàn)約為6%[9]。在陸地生態(tài)系統(tǒng),土壤N2O排放量占全球生物圈排放量的70%,是最主要的排放源[14]。隨著氮沉降不斷加劇,陸地生態(tài)系統(tǒng)N2O排放將進(jìn)一步升高[15]。

藏北高原又稱“羌塘”,天然草地資源豐富,是西藏的主要牧區(qū),平均海拔在4500m以上；該地區(qū)自然條件極為嚴(yán)酷,生態(tài)與環(huán)境非常脆弱和敏感[16]。在藏北地區(qū),草地是最重要、面積最大的生態(tài)系統(tǒng),也是藏北地區(qū)生活生產(chǎn)的基礎(chǔ)條件[17]。該文利用人工添加氮素的方法,研究氮沉降增加對(duì)藏北高寒草甸溫室氣體排放的影響,為高寒草地減排政策的制定提供科學(xué)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于藏北地區(qū)那曲縣農(nóng)業(yè)部那曲農(nóng)業(yè)環(huán)境觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站(31.441°N,92.017°E),主要以高山嵩草(Kobresiapygmaea)為建群種；東方針茅(Stipaorientalis)為主要禾本科植物,主要的雜草包括青藏黃芪(Astragaluspeduncularis)、釘柱委陵菜(Potentillasaundersiana)、菊葉委陵菜(Potentillatanacetifolia)、二裂委陵菜(Potentillabifuica)等。2014年該地區(qū)生長季(6—8月)5cm土壤平均溫度為12.35℃,平均體積含水量為20%(圖1),該地區(qū)雨熱同季,月平均溫度在5—9月份高于0℃,90%以上的降水也集中在該時(shí)段。

圖1 藏北高寒草甸生長季土壤溫濕度變化特征Fig.1 Seasonal variations of soil temperature and soil moisture at 5cm depth of alpine meadow in northern Tibet

1.2 樣地設(shè)置與取樣方法

氮素添加劑量參照中國氮沉降分布格局[18],即西藏地區(qū)干濕沉降率為7kg N hm-2a-1,預(yù)計(jì)到2050年,該地區(qū)年氮沉降量將達(dá)40kg N hm-2a-1[19]。因此,本實(shí)驗(yàn)設(shè)置的氮素添加濃度分別為當(dāng)?shù)刈匀怀两盗康?、3、6 倍,即7kg N hm-2a-1(N7)、20kg N hm-2a-1(N20)和40kg N hm-2a-1(N40)。該研究樣地選擇在常年禁牧的平坦的小嵩草草甸群落內(nèi),樣地內(nèi)共設(shè)16個(gè)小區(qū),包括3個(gè)氮素添加梯度(N7、N20和N40)和對(duì)照,共4個(gè)處理,每個(gè)處理4個(gè)重復(fù),實(shí)驗(yàn)小區(qū)大小為3m×3m,相鄰小區(qū)之間設(shè)置2m 的緩沖隔離帶。于生長季(6—9月)每月月初將氮肥(尿素,含N量>46.4%)溶于5L水中,噴灑于樣方內(nèi),對(duì)照小區(qū)內(nèi)噴灑等量的水。

溫室氣體排放通量測(cè)定：測(cè)定采用常規(guī)靜態(tài)箱法,于2014年6—8月進(jìn)行高寒草甸CO2、CH4和N2O排放通量測(cè)定,每月測(cè)定3次,測(cè)定時(shí)間為11:00。其中每月測(cè)定1次日動(dòng)態(tài),測(cè)定時(shí)間為9:00至19:00,每隔2h測(cè)定1次。靜態(tài)箱采用不透明的PVC板制作,直徑150mm,高250mm；在測(cè)定前24h將無底座插入土壤中3cm。測(cè)定時(shí),將靜態(tài)箱罩于底座上,同時(shí)在周圍抽取空氣,注入密封玻璃氣瓶中；15min后用密封氣瓶收集箱內(nèi)氣體,并移開靜態(tài)箱置。把收集的氣體樣品帶回室內(nèi),使用氣相色譜儀(HP6890N,Agilent公司)測(cè)定其濃度,測(cè)定CO2和CH4濃度的檢測(cè)器為氫火焰離子檢測(cè)器(FID),測(cè)定溫度為200℃,色譜柱為Porpak Q填充柱,柱溫70℃；測(cè)定N2O濃度的檢測(cè)器為電子捕獲檢測(cè)器(ECD),測(cè)定溫度為330℃,色譜柱也為PorpakQ填充柱,柱溫70℃。根據(jù)罩箱后及開箱前箱內(nèi)的氣體濃度差來計(jì)算其排放通量[20]。

生物量測(cè)定：于草甸植被生長季(6—8月),在每個(gè)小區(qū)選取0.5m×0.5m面積調(diào)查植物種類組成、高度、蓋度等群落特征。與此同時(shí),每月在實(shí)驗(yàn)樣地外選取16個(gè)校正樣方,分種收集地上生物量,用于估測(cè)各小區(qū)地上生物量。收集地上植物后,將其置于105℃烘箱中殺青0.5h,測(cè)干重。通過物種高度與蓋度和生物量之間的關(guān)系,得到線性回歸方程,從而計(jì)算其各處理生物量。于生長季末,在小區(qū)里用土鉆(直徑為6cm)隨機(jī)選取一個(gè)土壤樣品,采樣深度為20cm,將根取出并清洗干凈后,以70℃烘干至恒重,測(cè)干重。

1.3 計(jì)算公式

氣體通量計(jì)算公式

式中,F為t時(shí)刻溫室氣體排放通量(mg m-2h-1),正值為排放,負(fù)值為吸收；A為取樣箱的底面積(m2)；V為取樣箱體積(m3)；m1,m2分別為測(cè)定箱關(guān)閉前和開啟前箱內(nèi)某溫室氣體的質(zhì)量(g)；t1,t2分別為測(cè)定箱關(guān)閉前和開啟前的時(shí)間；C1,C2分別為測(cè)定箱關(guān)閉前和開啟前箱內(nèi)溫室氣體的體積百分比濃度；T1,T2分別為測(cè)定箱關(guān)閉前和開啟前箱內(nèi)溫度(℃)；M0表示某種氣體的摩爾質(zhì)量(g/mol)。

溫室氣體增溫潛勢(shì)的計(jì)算公式：基于全球增溫潛勢(shì)(GWP,以100a計(jì))的綜合溫室效應(yīng)用將CH4和N2O轉(zhuǎn)化為CO2當(dāng)量來估算[21],即：CO2-e=25RCH4+298RN2O,式中CO2-e為高山嵩草草甸每公頃每天排放的綜合溫室效應(yīng)CO2當(dāng)量(kgCO2-e/hm2),RCH4、RN2O分別為生長季CH4和N2O每公頃每天排放量(kg/hm2)。

生物量線性回歸方程式：Biomass=0.585+1.282×h+0.059×c(P<0.05)

式中,Biomass代表生物量(g),h為物種高度(m),c為物種蓋度(%)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

本文采用Excel 2010軟件進(jìn)行初步的數(shù)據(jù)處理,將各樣地內(nèi)所采數(shù)據(jù)進(jìn)行平均,采用IBM SPSS Statistics 19軟件中的單因素方差分析、回歸分析方法以及重復(fù)度量方差分析等方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同N素添加水平下小嵩草高寒草甸溫室氣體排放通量日變化特征

生長旺季,不同N素添加水平對(duì)溫室氣體日排放通量均具有顯著影響,其變化規(guī)律較為一致(圖2,表1)。施氮條件下,6月和8月份不同時(shí)間及處理下CO2排放通量均具有顯著性差異(P<0.05),7月份不同時(shí)間和處理下CO2排放通量無顯著性差異(P>0.05),而各處理下CO2的變化規(guī)律幾乎一致,其各處理與時(shí)間之間均具有交互作用(P<0.05)。N添加條件下,CH4排放通量在日不同時(shí)段下均具有顯著性差異(P<0.05),且各處理下CH4的變化規(guī)律幾乎一致,其各處理與時(shí)間之間均具有交互作用(P<0.05),但各處理下CH4排放通量差異均不顯著(P>0.05)。施氮改變了6月和8月份N2O排放的日變化規(guī)律,其在6/7/8月份不同時(shí)間段均具有顯著性差異(P<0.05),但在不同處理之間差異不顯著(P>0.05)。

總的來看,N20處理下CO2排放量最高,在6/7/8月份,其日均值分別較CK增加了39.39%、68.55%和225.38%。在施N條件下,CH4吸收量既有降低又有增加,其在6月份主要表現(xiàn)為吸收量增加,其中,17:00 N20處理下CH4吸收量最為明顯,較CK增加了191.52%,而在7/8月份,其吸收量變化各異(圖2)。施N對(duì)N2O通量的影響因不同時(shí)間段而異,6月份的13:00,N7處理下N2O排放量最高,較CK增加了169.04%,7月份的19:00和8月份的15:00,N20處理下N2O排放量最高,分別較CK增加了203.42%和46.63%(圖2)。

表1 不同氮添加水平下高寒草甸溫室氣體排放日動(dòng)態(tài)顯著性

2.2 不同N素添加水平下小嵩草高寒草甸溫室氣體排放通量季節(jié)化特征

生長季,不同N添加處理下溫室氣體排放通量的變化規(guī)律幾乎一致。CO2排放呈現(xiàn)“三峰三谷”的變化趨勢(shì)(圖3),其在不同日期及不同處理之間均具有顯著性差異(P<0.05),但其日期和處理之間無交互作用(P>0.05)(表2)；短期添加N素CH4的變化規(guī)律為“降低—升高—降低—再升高”的趨勢(shì),N2O排放通量的變化呈現(xiàn)為在6月底出現(xiàn)一個(gè)峰值之后,在X軸上下小幅度波動(dòng)的趨勢(shì),二者在不同日期及不同處理之間均具有顯著性差異(P<0.05),并且其日期和處理之間均具有交互作用(P<0.05)(圖3,表2)。

短期添加N素,6/7/8月份N20處理下顯著增加了CO2排放量,其月平均值分別較CK增加了46.61%、100.84%和64.07%(P<0.05)；在8月初及8月中旬,施氮顯著增加了CH4排放,N7處理下分別較CK增加了387.19%和4397.28%(P<0.05),但短期施氮對(duì)CH4排放7/8月份月平均值無顯著影響(P>0.05),而在6月份,N20處理下施氮降低了CH4排放,較CK降低了69.49%。不同N添加處理下,6/7/8月份N2O排放月平均值無顯著差異(P>0.05,圖3)。

圖3 高寒草甸生長季溫室氣體排放季節(jié)變化Fig.3 Greenhouse gas emission flux changes dynamically in growing season of alpine meadow不同小寫字母表示不同處理之間差異顯著(P<0.05)

Table 2 The dynamic significance of Greenhouse gas emissions under different nitrogen addition levels of alpine meadow

溫室氣體模型F顯著值GreenhousegasesModelSig.CO2日期11.41<0.001處理12.780.005時(shí)間×處理1.070.43CH4日期9.93<0.001處理6.650.005時(shí)間×處理2.370.001N2O日期27.17<0.001處理12.140.001時(shí)間×處理3.52<0.001

生長季(6—8月)各處理溫室氣體排放總量均高于對(duì)照。其中,N20處理下溫室氣體排放總量最高,為26.94kg hm-2d-1(表3),較對(duì)照增加了69.95%；N7與N40處理下的溫室氣體排放總量相近,分別為19.16kg hm-2d-1和18.14kg hm-2d-1,較對(duì)照分別增加了20.86%和14.41%。

2.3 不同N素添加水平下小嵩草高寒草甸植物群落生物量及土壤養(yǎng)分變化

短期添加N素并未顯著提高高寒草甸植被總生物量(P>0.05),但其有增加的趨勢(shì)。6月初施N后,N7和N20處理下其地上生物量較CK分別增加了22.65%和26.93%(P<0.05,圖4)。

表3 生長季不同氮素添加處理對(duì)溫室氣體排放總量的影響

N7、N20、N40分別代表當(dāng)?shù)氐刈匀怀两盗康?、3、6 倍，即7kg N hm-2a-1(N7)、20kg N hm-2a-1(N20)和40kg N hm-2a-1(N40)

圖4 不同氮添加水平下藏北高寒草甸植被生物量Fig.4 The biomass in northern Tibet alpine meadow under different nitrogen addition levels

2.4 生物與非生物因子對(duì)溫室氣體排放的影響

表4 藏北高寒小嵩草草甸土壤養(yǎng)分狀況

不同小寫字母表示不同處理之間差異顯著(P<0.05)

表5 逐步線性回歸分析土壤養(yǎng)分與溫室氣體的關(guān)系

3 討論

草地生態(tài)系統(tǒng)CO2排放過程主要來源于生態(tài)系統(tǒng)呼吸作用,其中包括自養(yǎng)呼吸和異養(yǎng)呼吸作用。自養(yǎng)呼吸主要受生物量的影響,而異養(yǎng)呼吸作用主要受溫度、水分和養(yǎng)分條件等環(huán)境因子和土壤動(dòng)物以及微生物等生物因子的影響[22]。氮沉降不僅改變土壤養(yǎng)分條件,并且將導(dǎo)致土壤微生物活性改變[23]。多數(shù)研究表明,氮沉降促進(jìn)青藏高原草地CO2排放[22-24],但其原因各不相同。如氮沉降增加導(dǎo)致的微生物活性增加[22-23]、生物量增加[22-24]、土壤有效氮含量增加[22,24]等,進(jìn)而影響CO2排放。也有研究認(rèn)為由于施氮可能會(huì)改變土壤呼吸的溫度敏感性,導(dǎo)致氮沉降條件下青藏高原高寒草甸CO2排放減少[13]。除此之外,Wei等[25]研究結(jié)果表明,由于高寒地區(qū)微生物群落對(duì)N利用率較低,模擬氮沉降對(duì)青藏高原高寒草原生態(tài)系統(tǒng)CO2排放無顯著影響,也未改變其季節(jié)變化規(guī)律。本研究結(jié)果顯示,施氮顯著促進(jìn)CO2排放量,而CO2排放與NPP和TOC具有顯著正相關(guān)關(guān)系。但本研究中NPP和TOC在施氮條件下并未發(fā)生顯著變化。因此,高寒草甸土壤CO2排放對(duì)氮輸入的響應(yīng)存在很大的不確定性。鑒于已有的相關(guān)研究,本研究中CO2排放量增加可能來源于施氮條件下土壤微生物活性增加[22-23]。因此在下一步研究中應(yīng)重點(diǎn)研究土壤微生物數(shù)量及活性對(duì)施氮的響應(yīng)。

對(duì)高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)而言,該系統(tǒng)是CH4匯[26]。其對(duì)CH4的吸收主要與土壤溫濕度[27]、微生物活性[27]等密切相關(guān)。此外,施氮格局及N形態(tài)也是影響CH4吸收的重要因素[28]。張裴雷等[26]研究表明,低氮處理促進(jìn)青藏高原高寒草甸土壤CH4吸收,而中氮和高氮處理抑制土壤CH4吸收,這是由于土壤水分是影響土壤CH4吸收的主要因子之一,低氮和高氮處理傾向于降低土壤含水量,而中氮處理傾向于增加。而Jiang等[13]研究發(fā)現(xiàn),對(duì)青藏高原高寒草甸生長季短期添加氮素會(huì)減少CH4吸收。李偉等[28]研究發(fā)現(xiàn),未來氮沉降增加將抑制溫帶闊葉紅松林土壤CH4的吸收,總體來看施氮抑制土壤碳排放,其既能抑制CH4產(chǎn)生,又能抑制CH4氧化,添加N素對(duì)CH4通量的影響可能最終取決于其對(duì)CH4產(chǎn)生和氧化兩個(gè)過程抑制作用的相對(duì)大小[28]。本研究結(jié)果表明施氮對(duì)CH4的吸收無影響,并對(duì)全球增溫潛勢(shì)的影響很小[13]。

[1] Vitousek P M, Aber J D, Howarth R W, Likens G E, Matson P A, Schindler D W, Schlesinger W H, Tilman D G. Human alteration of the global nitrogen cycle: sources and consequences. Ecological Applications, 1997, 7(3): 737-750.

[2] 朱天鴻,程淑蘭,方華軍,于貴瑞, 鄭嬌嬌, 李英年. 青藏高原高寒草甸土壤CO2排放對(duì)模擬氮沉降的早期響應(yīng). 生態(tài)學(xué)報(bào), 2011, 31(10): 2687-2696.

[3] Mo J M, Brown S, Xue J H, Fang Y T, Li Z A. Response of litter decomposition to simulated N deposition in disturbed, rehabilitated and mature forests in subtropical China. Plant and Soil, 2006, 282(1/2): 135-151.

[4] 肖勝生, 董云社, 齊玉春, 彭琴, 何亞婷, 楊智杰. 草地生態(tài)系統(tǒng)土壤有機(jī)碳庫對(duì)人為干擾和全球變化的響應(yīng)研究進(jìn)展. 地球科學(xué)進(jìn)展, 2009, 24(10): 1138-1148.

[5] Luo Y Q, Wan S Q, Hui D F, Wallace L L. Acclimatization of soil respiration to warming in a tall grass prairie. Nature, 2001, 413(6856): 622-625.

[6] Huxman T E, Smith M D, Fay P A, Knapp A K, Shaw M R, Loik M E, Smith S D, Tissue D T, Zak J C, Weltzin J F, Pockman W T, Sala Q E, Haddad B M, Harte J, Koch G W, Schwinning S, Small E E, Williams D G. Convergence across biomes to a common rain-use efficiency. Nature, 2004, 429(6992): 651-654.

[7] Gill R A, Polley H W, Johnson H B, Anderson L J, Maherali H, Jackson R B. Nonlinear grassland responses to past and future atmospheric CO2. Nature, 2002, 417(6886): 279-282.

[8] Mo J M, Zhang W, Zhu W X, Gundersen P, Fang Y T, Li D J, Wang H. Nitrogen addition reduces soil respiration in a mature tropical forest in southern China. Global Change Biology, 2008, 14(2): 403-412.

[9] IPCC. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press, 2007.

[10] 趙亮, 古松, 徐世曉, 趙新全, 李英年. 青藏高原高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)碳通量特征及其控制因子. 西北植物學(xué)報(bào), 2007, 27(5): 859-863.

[11] Bowden R D, Davidson E, Savage K, Arabia C, Steudler P. Chronic nitrogen additions reduce total soil respiration and microbial respiration in temperate forest soils at the Harvard Forest. Forest Ecology and Management, 2004, 196(1): 43-56.

[12] 鄧湘雯, 楊晶晶, 陳槐, 黃志宏, 項(xiàng)文化, 彭長輝. 森林土壤氧化(吸收)甲烷研究進(jìn)展. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2012, 21(3): 577-583.

[13] Jiang C M, Yu G R, Fang H J, Cao G M, Ling Y N. Short-term effect of increasing nitrogen deposition on CO2, CH4and N2O fluxes in an alpine meadow on the Qinghai-Tibetan Plateau, China. Atmospheric Environment, 2010, 44(24): 2920-2926.

[14] Flückiger J, D?llenbach A, Blunier T, Stauffer B, Stocker T F, Raynaud D, Barnola J M. Variations in atmospheric N2O concentration during abrupt climatic changes. Science, 1999, 285(5425): 227-230.

[15] 方華軍, 程淑蘭, 于貴瑞, 王永生, 徐敏杰, 黨旭升, 李林森, 王磊. 大氣氮沉降對(duì)森林土壤甲烷吸收和氧化亞氮排放的影響及其微生物學(xué)機(jī)制. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 34(17): 4799-4806.

[16] 高清竹, 段敏杰, 萬運(yùn)帆, 李玉娥, 郭亞奇, 江村旺扎. 藏北地區(qū)生態(tài)與環(huán)境敏感性評(píng)價(jià). 生態(tài)學(xué)報(bào), 2010, 30(15): 4129-4136.

[17] Gao Q Z, Li Y E, Wan Y F, Lin E D, Xiong W, Jiangcun W Z, Wang B S, Li W F. Grassland degradation in northern Tibet: based on remote sensing data. Journal of Geographical Sciences, 2006, 16(2): 165-173.

[18] Lü C Q, Tian H Q. Spatial and temporal patterns of nitrogen deposition in China: Synthesis of observational data. Journal of Geophysical Research, 2007, 112(D22): D22S05.

[19] Galloway J N, Dentener F J, Capone D G, Boyer E W, Hoearth R W, Seitzinger S P, Asner G P, Cleveland C C, Green P A, Holland E A, Karl D M, Michaels A F, Porter J H, Townsend A R, V?osmarty C J. Nitrogen cycles: past, present, and future. Biogeochemistry, 2004, 70(2): 153-226.

[20] 萬運(yùn)帆, 李玉娥, 林而達(dá), 高清竹, 秦曉波. 靜態(tài)箱法測(cè)定旱地農(nóng)田溫室氣體時(shí)密閉時(shí)間的研究. 中國農(nóng)業(yè)氣象, 2005, 27(2): 122-124.

[21] Zhang A F, Bian R J, Pan G X, Cui L Q, Hussaina Q, Li L Q, Zheng J W, Zheng J F, Zhang X H, Han X J, Yu X Y. Effects of biochar amendment on soil quality, crop yield and greenhouse gas emission in a Chinese rice paddy: A field study of 2 consecutive rice growing cycles. Field Crops Research, 2012, 127: 153-160.

[22] 李嬌, 尹春英, 周曉波, 魏宇航, 高巧, 劉慶. 施氮對(duì)青藏高原東緣窄葉鮮卑花灌叢土壤呼吸的影響. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 34(19): 5558-5569.

[23] 涂利華, 胡庭興, 張健, 何遠(yuǎn)洋, 田祥宇, 肖銀龍. 模擬氮沉降對(duì)華西雨屏區(qū)苦竹林細(xì)根特性和土壤呼吸的影響. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2010, 21(10): 2472-2478.

[24] 宗寧, 石培禮, 蔣婧, 熊定鵬, 孟豐收, 宋明華, 張憲洲, 沈振西. 短期氮素添加和模擬放牧對(duì)青藏高原高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)呼吸的影響. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2013, 33(19): 6191-6201.

[25] Wei D, Xu R, Liu Y W, Wang Y H, Wang Y S. Three-year study of CO2efflux and CH4/N2O fluxes at an alpine steppe site on the central Tibetan Plateau and their responses to simulated N deposition. Geoderma, 2014, 232-234: 88-96.

[26] 張裴雷, 方華軍, 程淑蘭, 徐敏杰, 李林森, 黨旭升. 增氮對(duì)青藏高原東緣高寒草甸土壤甲烷吸收的早期影響. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2013, 33(13): 4101-4110.

[27] 魏達(dá), 旭日, 王迎紅, 姚檀棟. 青藏高原納木錯(cuò)高寒草原溫室氣體通量及與環(huán)境因子關(guān)系研究. 草地學(xué)報(bào), 2011, 19(3): 412-419.

[28] 李偉, 白娥, 李善龍, 孫建飛, 彭勃, 姜萍. 施氮和降水格局改變對(duì)土壤CH4和CO2通量的影響. 生態(tài)學(xué)雜志, 2013, 32(8): 1947-1958.

[30] 馬鋼, 王平, 王冬雪, 徐世權(quán). 高寒灌叢土壤溫室氣體釋放對(duì)添加不同形態(tài)氮素的響應(yīng). 草業(yè)學(xué)報(bào), 2015, 24(3): 20-29.

[31] 胡正華, 張寒, 陳書濤, 李琪, 李涵茂, 申雙和. 氮沉降對(duì)林帶土壤N2O和CH4通量的影響. 中國環(huán)境科學(xué), 2011, 31(6): 892-897.

[32] Sommer S G, Schjoerring J K, Denmead O T. Ammonia emission from mineral fertilizers and fertilized crops. Advances in Agronomy, 2004, 82: 557-622.

Effects of simulated nitrogen deposition on greenhouse gas emissions from alpine meadows in northern Tibet

LIANG Yan1,2, HASBAGAN Ganjurjav1,2, CAO Xujuan1,2, ZHANG Weina1,2, ZHANG Yong3, LI Wenhan1,2, GAO Qingzhu1,2,*,WAN Yunfan1,2,LI Yu′e1,2, DANJIU Luobu4, He Shicheng4

1InstituteofEnvironmentandSustainableDevelopmentinAgriculture,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081,China2KeyLaboratoryforAgro-Environment&ClimateChange,MinistryofAgriculture,Beijing100081,China3SchoolofEnvironment,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,China4NagquGrasslandStation,Nagqu852100,China

nitrogen deposition; alpine meadow; greenhouse gas; soil nutrients; biomass

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31170460)；西藏那曲地區(qū)與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院合作項(xiàng)目

2015-08-04;

日期:2016-06-13

10.5846/stxb201508041645

* 通訊作者Corresponding author.E-mail: gaoqzh@ami.ac.cn

梁艷,干珠扎布,曹旭娟,張偉娜,張勇,栗文瀚,高清竹,萬運(yùn)帆,李玉娥,旦久羅布,何世丞.模擬氮沉降對(duì)藏北高寒草甸溫室氣體排放的影響.生態(tài)學(xué)報(bào),2017,37(2):485-494.

Liang Y, Hasbagan Ganjurjav, Cao X J, Zhang W N, Zhang Y, Li W H, Gao Q Z,Wan Y F,Li Y E, Danjiu L B, He S C.Effects of simulated nitrogen deposition on greenhouse gas emissions from alpine meadows in northern Tibet.Acta Ecologica Sinica,2017,37(2):485-494.