换一批模拟增温对华北农田土壤碳排放的影响
Effects of simulated warming on carbon emissions from farmland soil and related mechanisms
摘要为研究增温效应下农田温室气体排放的变化和机制,选择华北平原的山东禹城农田生态系统国家野外科学观测研究站当地典型的冬小麦-夏玉米农田为研究对象,设计翻耕增温(CTW)处理和翻耕不增温(CTN)对照开展多年增温试验.2014年10月出苗期至2015年12月冬小麦越冬期持续增温,2016年初至2016年9月增温设备因故障关闭.结果显示,2014—2015年,冬小麦期土壤温度显著增加1.31℃(P<0.05),夏玉米期土壤温度升高0.71℃(P>0.05),而全年土壤体积含水量均值对增温无显著响应,仅越冬期土壤含水量增加明显.两年期内,增温抑制冬小麦季CO2累积排放达20.35％,以3月和5月差异表现最为明显.2014—2016年冬小麦季,CTW、CTN处理的年均CH4累积吸收量分别为1641.2、2185.7 g·hm-2,增温抑制冬小麦季CH4吸收,但对夏玉米季CH4通量无显著作用.冬小麦季增温降低CTW处理土壤微生物生物量碳值达26.55％,而微生物生物量氮仅个别施肥和灌溉月份对增温响应显著.两年期冬小麦和夏玉米季CTW、CTN地上生物量均值分别为12.19、16.33 mg·hm-2和16.41、21.18 mg·hm-2,表明增温降低了地上作物生物量.研究表明,长期增温显著抑制小麦季土壤CO2释放和CH4吸收,但玉米期碳排放和吸收的响应相对较弱.增温条件下,土壤水热条件和生物量依然是限制土壤碳通量的重要因素.
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