工业革命以来化石燃料燃烧以及农业化肥施用导致大气氮沉降增加,而北方森林是陆地生态系统氮限制最为强烈的生态系统,因此氮沉降对北方森林生态系统碳循环具有重要影响。生态系统碳平衡取决于净初级生产力和异养呼吸碳排放之间的平衡,但当前开展于北方森林的研究多关注植物净初级生产力对氮添加的响应,缺乏长期实验研究北方森林土壤异养呼吸碳排放以及生态系统碳平衡对氮沉降的响应。
中科院植物所研究团队借助长期野外控制实验平台,基于2012-2020年间的树木生长和土壤异养呼吸连续观测数据,研究了北方森林老龄林生态系统碳通量对不同氮添加水平的响应及随时间的变化。结果表明,氮添加促进净初级生产力,其效应大小随氮添加水平下降;土壤异养呼吸碳排放对不同氮添加水平的响应是非线性的,低水平氮添加促进而中氮和高氮添加抑制。低水平氮添加对净初级生产力和土壤异养呼吸碳排放的效应大小相当,最终导致低水平氮添加对净生态系统生产力没有影响,而中氮和高氮添加促进生态系统碳汇。此外,本研究还揭示了低水平氮添加处理对生态系统碳通量的影响随时间呈非线性变化。综上,与“氮沉降促进北方森林生态系统碳汇”这一传统观点不同,本研究发现低水平氮添加对北方森林生态系统碳输入和碳输出过程的影响相当,意味着背景氮沉降对北方森林生态系统碳汇的贡献是微弱的。
该研究成果于2021年10月25日在线发表于国际学术期刊Ecology Letters上。植物所博士后邢爱军和北京师范大学杜恩在副教授为该论文共同第一作者,方精云院士和沈海花副研究员为通讯作者。该研究得到了基金委基础科学中心项目、国家重点基础研究发展规划项目和中国科学院前沿科学重点研究项目等项目的资助。
文章链接:https://doi.org/10.1111/ele.13906
(植被生态实验室供稿)
长期氮添加影响北方森林老龄林生态系统碳通量的模式图
附件下载:
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
植物所科研人员揭示长期氮添加对北方森林老龄林碳循环的影响
本站小编 Free考研考试/2021-12-31
相关话题/土壤 植物 系统 论文 过程
植物所科研人员在植物代间可塑性的生态适应性机制研究中取得新进展
表型可塑性是生物体应对快速变化环境的重要适应机制。其中,母体效应是一种特殊的表型可塑性,是指母体所经历的环境修饰子代植株的表型及其对环境适应性的现象,这种代间的可塑性可能是缓冲后代免受环境胁迫的有效方式。近年来,对母体环境效应的研究已成为环境变化背景下植物生态适应机制和生活史对策研究的新热点。然而, ...中科院植物研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-31植物所科研人员在多样性-生产力关系及其驱动机制研究中取得新进展
生物多样性与生产力的关系是生态学领域的前沿科学问题,对于理解和预测全球范围的生物多样性丧失对生态系统的影响至关重要。但是,这一关系在自然生态系统中生物多样性丧失的情景下如何变化及其驱动机制迄今尚不清楚。 中科院植物所潘庆民研究组和韩兴国研究组基于内蒙古锡林郭勒草原生态系统国家野外科学观测研究站的大 ...中科院植物研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-31植物所科研人员等合作在亚洲生物多样性和固碳能力协同保护规划研究中获重要进展
2021年10月即将在中国召开《生物多样性公约》第15次缔约方大会,审议并通过2020年后全球生物多样性框架(Global Biodiversity Framework,GBF)、确定2030年全球生物多样性新目标。GBF预稿提出了到2030年保护30%陆地和海洋面积的全球目标,然而,中国及亚洲周边 ...中科院植物研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-31植物所科研人员在马兜铃基因组解析和被子植物进化研究中取得重要进展
被子植物分为四大核心分支,即ANA被子植物基部类群、木兰类植物、单子叶植物和真双子叶植物。马兜铃属(Aristolochia)是木兰类植物,该属的植物具有极强欺骗性的“诱捕—囚禁—释放”传粉系统,独特的花形态是引诱传粉者的重要“诱饵”,同时还具有备受争议的药用价值。马兜铃属植物因此备受争议和关注,鉴 ...中科院植物研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-31植物所科研人员发现生物钟协调水稻抽穗期和盐胁迫适应的新机制
盐胁迫是影响水稻等粮食作物产量的主要非生物胁迫因子之一。近年来,由于不合理的农业灌溉及全球气候变暖所致的海水倒灌,导致土壤盐碱化问题日益严重。挖掘耐盐高产的水稻品种,有助于扩大水稻的种植面积,提高作物产量。植物生物钟可以感知并整合外界环境信号,在调节植物生长发育以及胁迫响应的过程中起到关键作用,然而 ...中科院植物研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-31植物所科研人员揭示叶片与细根凋落物分解的联系及其调控因素的差异
叶片和细根凋落物作为植物凋落物输入的两个最大组成部分,共同决定了生态系统植被周转和养分循环速率。然而,以往的研究大多将叶片和细根凋落物分解进行相互独立的研究,二者的联系及调控因素的异同尚不清楚。 中科院植物所刘玲莉研究组围绕这一科学问题,构建了全球水平的地点和物种匹配的叶片和细根分解数据库。数据库 ...中科院植物研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-31植物所科研人员揭示冻土融化背景下的生态系统碳-磷交互作用
作为植物生长的限制因素,土壤养分可利用性会调控陆地生态系统碳循环对全球变化的响应。特别是在冻土融化背景下,土壤养分可利用性对生态系统碳循环关键过程的调节作用在很大程度上决定着生态系统碳循环对气候变暖反馈关系的方向与强度。因此,冻土生态系统碳-氮-磷交互作用近年来逐渐引起学术界重视。然而,以往的研究主 ...中科院植物研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-31植物所科研人员揭示氮输入背景下碳限制对土壤微生物活性调控的新机制
氮素增加条件下,土壤酸化和碳限制是微生物活性降低的重要因素。然而,二者对微生物活性降低的相对重要性及相关机制尚不明确。 中科院植物所韩兴国研究组与合作者利用典型草原长期氮添加实验平台,结合添加葡萄糖和石灰的土壤培养实验,通过对微生物生物量和呼吸的分析,对比研究了微生物对土壤可利用性碳和pH变化的响 ...中科院植物研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-31植物所科研人员在植物冬季氮吸收能力及利用策略方面取得新进展
冬季北半球近50%的陆地生态系统经历季节性积雪覆盖和土壤冻结。由于积雪或冰冻层的绝热作用,主要影响植物生理生态活动的土壤氮素矿化作用仍在进行。传统观点认为,落叶植物在冬季进入休眠状态并停止吸收养分。然而,已有研究证实亚北极灌丛、北方森林和温带森林中常绿和落叶植物根系在冬季均具有显著的活性。温带森林落 ...中科院植物研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-31《北京常见植物花粉图鉴》出版发行
近日,由植物所副研究员李金锋等编著的《北京常见植物花粉图鉴》由湖北科学技术出版社出版发行。 《北京常见植物花粉图鉴》展示了北京地区常见的野生及栽培植物的花粉形态,覆盖了83科172属206种植物,同时配置了相关母体植物及其生境与分布信息。该书首次将光学显微镜和扫描电子显微镜下的花粉照片相结合,精准 ...中科院植物研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-31