橡膠林N2O排放減弱了熱帶區(qū)域的碳匯能力
熱帶土壤是全球氧化亞氮（N2O）的重要排放源，而土地利用類型的改變對(duì)N2O排放量和動(dòng)態(tài)具有顯著的影響，進(jìn)而影響區(qū)域氣候變化。自上世紀(jì)以來，大面積的熱帶原生林轉(zhuǎn)為人工林引起的一系列生態(tài)和環(huán)境問題引起科學(xué)界和社會(huì)多方的關(guān)注。其中橡膠林作為熱帶的主要經(jīng)濟(jì)林之一，在熱帶地區(qū)大面積種植，減少了物種多樣性，改變了區(qū)域水循環(huán)模式，影響了碳匯能力的轉(zhuǎn)變等，導(dǎo)致了諸多的環(huán)境問題。
N2O的100年增溫效應(yīng)是CO2的310倍，橡膠林普遍管理方式中為增產(chǎn)而實(shí)施的施肥乃是全球N2O增排的主要形式之一。而伴隨橡膠林大面積種植所引起的N2O排放對(duì)區(qū)域的環(huán)境影響并不清楚，因此探討橡膠林種植導(dǎo)致的溫室氣體排放問題迫在眉睫。為此版納植物園全球變化研究組的周文君助理研究員，在橡膠林大面積種植的西雙版納，選擇了具有代表性的成熟橡膠林，設(shè)置施肥和不施肥兩種處理，開展了野外原位連續(xù)觀測，探討了施肥對(duì)橡膠林N2O排放動(dòng)態(tài)及機(jī)理的影響和其環(huán)境效應(yīng)。研究結(jié)果表明： 施肥能顯著提高橡膠林的N2O排放量，施肥處理的N2O排放量（3.82 kg N ha-1 yr-1）是不施肥橡膠林(2.45 kg N ha-1 yr-1)的1.6倍；橡膠林的N2O排放系數(shù)為1.96%，略高于其他熱帶森林的N2O排放系數(shù)，但在全球農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的N2O排放系數(shù)以內(nèi)；橡膠林N2O排放的空間異質(zhì)性主要來自與土壤NH4+-N含量的差異，其時(shí)間動(dòng)態(tài)與土壤溫濕度同步，但施肥減弱了土壤溫濕度對(duì)N2O排放的貢獻(xiàn)；施肥使得橡膠林的N2O排放量的全球變暖潛勢（Global warming potential, GWP）效應(yīng)增加，減少了橡膠林5.6%的碳匯量，按照西雙版納現(xiàn)有的橡膠林和熱帶雨林的面積比例計(jì)算，當(dāng)前的橡膠林N2O排放抵消了熱帶雨林的碳匯的17.8%，增加了區(qū)域的GWP潛力。由此可知大面積種植橡膠，施用化肥不僅增加土壤N2O的排放量，同時(shí)也抵消了區(qū)域熱帶森林的碳匯能力，綜合區(qū)域的橡膠林和熱帶雨林的面積比例核算得出西雙版納種植橡膠林抵消了整個(gè)區(qū)域熱帶雨林17.8%的碳匯能力，增加了區(qū)域增溫效應(yīng)潛力，故而需結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蚝铜h(huán)境特征，制定友好型橡膠林的合理種植管理措施，減少化肥的施用量，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)減排。
本研究結(jié)果以The effects of nitrogen fertilizationon N2O emissions from a rubberplantation為題，在Scientific Reports上發(fā)表。
本研究得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)（XDA05020302，XDA05050601），云南省基金項(xiàng)目（2015FB188），國家基金青年項(xiàng)目（40801035），國家基金（41271056），國家基金委－云南省政府聯(lián)合基金項(xiàng)目（U1202234）和中科院135專項(xiàng)（XTBG-T03）及STS項(xiàng)目（KFJ-EW-STS-084)等項(xiàng)目的資助，在此表示感謝。
實(shí)驗(yàn)布置示意圖
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