青藏高原高寒草甸氧化亚氮排放特征及其与土壤理化性质耦合关系
2021-09-25朱辉王燕王云英杜岩功
朱辉,王燕,王云英,杜岩功
(1.青海省生态环境监测中心,青海 西宁 810001;2.济宁市嘉祥县自然资源和规划局,山东 济宁 272000;3.中国科学院西北高原生物研究所,青海 西宁 810001)
工业革命之后,人类活动引起温室气体浓度不断增加,直接加剧了温室效应,2015-2019年是自100多年前有气温记录以来最热的连续5年[1- 2],氧化亚氮(N2O)是引起全球增温的重要温室气体之一[3]。目前大气N2O浓度约为331.1 nL/L[1],相比于工业革命前增加了20%,为近80万年来的最高浓度。N2O在大气中存在时间较长(通常以百年尺度计算),且等摩尔浓度的辐射潜势是CO2的310倍,参与大气对流层和平流层很多光化学反应[3],破坏大气臭氧层,大气圈抵挡紫外线能力减弱,直接威胁人类健康[2]。
陆地土壤是N2O主要排放源,约占N2O排放总量70%,N2O主要通过土壤微生物介导的硝化和反硝化过程所产生[4-5]。草地生态系统具有较强的碳氮吸收及释放功能,可以显著影响全球气候环境变化[3,6]。高寒草甸是青藏高原的主体类型之一,约占草地总面积46.7%[7]。高寒草甸为大气温室气体N2O的重要排放源[8],多年平均排放速率约为39.4 μg/(m2·h),生长季排放速率显著高于休眠季[9-10],明显高于内蒙古羊草草原生态系统N2O排放速率[14.9 μg/(m2·h)][11]。
东北三江平原湿地草甸腐殖质土N2O排放速率为78~216 μg/(m2·h)[12],荷兰放牧草场土壤排放速率为179~358 μg/(m2·h)[6]。青藏高原高寒金露梅灌丛、矮嵩草草甸休眠季也观测到N2O吸收现象[9,13],内蒙古草甸草原在生长季时监测到N2O[14]。上述研究表明草地生态系统N2O释放速率存在较强的空间异质性。
高寒草甸生态系统N2O排放速率与土壤有机质含量、放牧强度等因素具有正相关关系,而与pH值间存在负相关关系[3,15-16]。……
