氮沉降模拟方式对草原生态系统生产力和多样性的影响

来源 :中国农业科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bccom
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着全球人口的增加,人类活动越来越频繁,由此产生的活性氮排放量急剧增加,并且,有模型预测未来几十年全球大气氮沉降仍将继续增加。增加的活性氮通过沉降的方式进入到生态系统中,显著改变了生态系统功能和过程。大量氮沉降模拟实验的结果表明,氮添加会提高生态系统生产力,降低多样性。草原生态系统作为陆地生态系统重要的组成部分,其面积约占全球陆地总面积的24%,具有重要的生态系统服务功能。为了研究大气氮沉降对草原生态系统的影响,科研人员已经在全球开展了大量氮沉降模拟实验。氮沉降的模拟方式多种多样,氮添加量、氮添加频次、氮添加年限、氮肥类型都可能影响实验结果,然而,氮沉降模拟方式对草原生态系统生产力和多样性影响的研究罕有报道。本研究基于Web of Science数据库和中国科学引文数据库(CSCD),检索氮沉降对草原生态系统地上净初级生产力(ANPP)和物种丰富度(SR)的影响的相关文献,并且结合Nutrient Network(采用缓释氮肥)的实验数据,首次开展了氮沉降模拟方式对草原生态系统生产力和多样性影响的Meta分析。本研究从氮添加量、氮添加频次、氮添加年限、氮肥类型(速效肥vs.缓释肥)四个方面分析模拟方式是否对氮添加实验结果存在显著影响,并探讨现有的氮沉降模拟方式是否影响了氮沉降的评估。取得了以下主要结果:(1)在全球尺度下,草原生态系统的ANPP在氮添加后平均增加了22.9%,草原生态系统的SR在氮添加后平均降低了14.3%。(2)氮添加量分别与ANPP和SR显著相关。ANPP随氮添加量的增加而增加,并在10-20 g N m-2 yr-1达到氮饱和状态;SR随氮添加量的增加呈现出先降低而后有所回升的非线性趋势。(3)ANPP和SR在不同氮添加频次下的响应存在显著差异。在每年1次、每年2次、每年3次、每年4次和大于每年5次这五种频次下,ANPP分别增加了29.4%、33.8%、47.3%、53.1%、25.7%,而SR分别降低了18.4%、30.1%、15.0%、12.7%、1.9%。(4)ANPP在0-5年、5-10年、10-20年和大于20年这四种氮添加年限下,分别增加了22.2%、24.1%、30.6%、19.3%。这说明短期的氮添加有利于促进植物的生产力,随着氮添加年限的延长,这种促进作用可能会逐渐消失。SR则随着氮添加年限的增加而降低,SR在这四种氮添加年限下,分别降低了10.2%、18.2%、26.5%、49.4%。这说明物种数的丧失可能会随着氮添加年限的延长而增加。(5)在速效肥添加下,ANPP和SR的响应明显大于缓释肥。在速效肥添加下,ANPP和SR分别变化了33.4%和-20.5%;而在缓释肥添加下,仅为16.1%和-11.3%。并且这种差异会随着添加年限的延长而逐渐扩大,当添加年限达到10年时,二者在ANPP和SR上的响应差距达到26%和22%。综上所述,氮沉降模拟方式对草原生态系统生产力和多样性的存在显著影响,现有的采用速效氮肥、低添加频次的氮沉降模拟实验结果很可能高估了真实大气氮沉降对草原生态系统造成的影响。本研究为氮沉降模拟实验方法的改进提供了科学参考,为今后模型研究的重要参数选取提供了新思路,这对于准确评价氮沉降增加引起的全球生态系统功能和服务变化具有重要意义。
其他文献
高致病性禽流感(Highly Pathogenic Avian influenza,HPAI)是由高致病性禽流感病毒(Highly Pathogenic Avian influenza virus,HPAIV)引起的家禽的一种急性呼吸道传染病,具有
数值模拟是强地面运动研究的常用手段之一,对于强震记录不足地区的地震动危险性评估更具有重要意义,但当前强地面运动数值模拟仍面临一些方面的挑战,包括高频带模拟和场地效
随着城市超高层建筑结构的快速发展,在对建筑艺术追求的同时,不规则的超高层结构已经普遍存在;由于超高层结构有自振周期长的特点,在长周期地震动作用下,竖向有刚度突变的楼
太阳能取之不尽用之不竭,一直是备受瞩目的可再生能源之一,通过太阳能电池的光生伏打特性便能将太阳能直接转换为电能,并且其环保性远高于传统的火力发电。目前商业化运用最
近年来,医院、车站、商场等公共建筑朝着规模巨大化、功能复杂化发展,建筑体量的增大和复杂功能的整合使建筑物内的人群构成更加复杂,此类人员密集场所的安全疏散问题也更加
过去30年,中国以人类发展史上前所未见的速度、深度和广度实现了城市化进程。据联合国开发环境署预测,2030年,中国的城市化人口将突破10亿大关,城市化水平将达到70%。快速的
WRKY转录因子通过整合来自细胞质免疫信号并在细胞核内转录调节抗病相关基因的表达在植物抗病反应中起重要的作用,但细胞质的信号传递到WRKY蛋白的机制仍然不是很清楚。本实
脱落酸(Abscisic acid,ABA)调节植物生长发育和非生物抗性。Pyrabactin resistance 1-like(PYL)蛋白是ABA直接受体。然而,PYL家族各成员在ABA信号转导途径中的功能不一,且存
改革开放以来,随着经济的飞速发展,我国越来越多的建筑物拔地而起,公用建筑、民用建筑层出不穷,尤其我国从古至今安土重迁的想法,使得越来越多的房子被快速建造起来,花费了很
大豆[Glycine Max(L.)Merr.]是我国非常重要的粮油兼用作物,其产量的高低与大多数农艺性状有着间接或者直接联系,如:株高、主茎节数、分枝等。目前大豆相比于水稻、小麦等高产