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青海省寒区恢复生态学重点实验室研究小组通过施氮试验揭示了青藏高原高寒草地土壤养分和化学计量特性对氮沉降升高的短期响应规律
2019-01-24 科技处 | 【 】【打印】【关闭

  近几十年来,我国氮沉降总量显著增加,平均水平高于美国和欧洲,青藏高原作为世界高寒草原生态群落中最重要的生态区,对氮沉降更为敏感。但是,目前对高寒地区的土壤生态化学计量学和土壤肥力对氮沉降的响应研究仍然有限。为了更清楚地了解青藏高原高寒草地土壤养分和化学计量对氮沉降的响应,中国科学院西北高原生物研究所、中国科学院三江源国家公园研究院、青海省寒区恢复生态学重点实验室周华坤研究员和董世魁客座研究员(北京师范大学)在青海省选取高寒草甸(海宴县西海镇)、高寒草原和人工草地(共和县铁卜加)三种植被类型的典型分布区设置六个氮肥梯度,施肥两年,测定土壤养分和化学计量的响应阈值以及氮添加下土壤肥力在不同土壤深度的变化。

  研究结果发现:高寒草地对氮的添加和氮的分布在不同类型草地上有不同的响应,这意味着高寒草地生态系统对气候变化的响应方面应密切关注其营养背景和环境条件。氮沉降下土壤C和P相对稳定,低施氮量下土壤总氮增加,高施氮量下土壤总氮减少。土壤有效氮含量随土壤表层氮沉降的增加而增加。土壤总磷、有效磷、碳氮、碳磷、氮磷在不同施氮水平下无显著差异。然而,在2年氮添加的情况下存在显著差异,说明在高寒草地土壤中可能存在一定的极限或响应阈值。根据不同氮素添加水平下土壤养分和化学计量学的变化,提高草地生产力和质量需要进行适宜性的氮沉降管理。研究结果为高寒草地氮素养分管理提供一定的理论依据。尽管研究结果显示氮沉降对土壤养分的负面影响并不明显,但长期增加氮沉降后,是否会对高寒草地的整体健康产生负面影响尚不清楚,需要结合植物、微生物和土壤来估算草地生态系统对青藏高原中氮升高的响应。此外,还需要进一步研究氮的矿化转化机制和土壤养分之间的关系,以促进高寒草地区域的氮素适应性管理。

  该研究结果于2018年12月以“Response of soil nutrients and stoichiometry to elevated nitrogen deposition in alpine grassland on the Qinghai-Tibetan Plateau”为题在线发表在SCI一区期刊《Geoderma》上(2017-2018年最新影响因子3.740)。

  论文链接: 

氮肥实验点布置图 

  土壤氮含量动态变化 

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