近日，由浙江農(nóng)林大學(xué)省部共建亞熱帶森林培育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授宋新章領(lǐng)銜的一項(xiàng)研究成果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。該研究首次系統(tǒng)揭示了大氣氮沉降對(duì)毛竹林凈碳匯效益的影響特征和作用機(jī)制。

據(jù)介紹，氮是植物生長(zhǎng)所必需的重要元素。由于人類(lèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的快速發(fā)展造成的大氣氮沉降量激增，已成為全球環(huán)境變化中突出的科學(xué)問(wèn)題，科學(xué)家預(yù)測(cè)今后幾十年內(nèi)熱帶亞熱帶地區(qū)將成為全球大氣氮沉降最嚴(yán)重的區(qū)域，而我國(guó)南方地區(qū)已成為世界三大氮沉降中心之一，并呈現(xiàn)出進(jìn)一步加重的趨勢(shì)。

大氣氮沉降帶來(lái)的施肥效應(yīng)，既可提高森林的生產(chǎn)力進(jìn)而增加其固碳能力，又可激發(fā)/減少土壤溫室氣體排放，降低/增加土壤碳儲(chǔ)量，部分抵消/加強(qiáng)其固碳效應(yīng)，已成為陸地生態(tài)系統(tǒng)反饋和減緩氣候變化的決定性因素之一，受到全球科學(xué)家的高度關(guān)注。

此前相關(guān)研究，主要集中在氮缺乏的溫帶森林和北方森林，對(duì)于氮沉降如何影響普遍磷缺乏的我國(guó)南方亞熱帶森林仍不清楚。而且，這些研究通常只單獨(dú)估算氮沉降對(duì)地上生物生產(chǎn)力、土壤碳儲(chǔ)量或土壤溫室通量中某一方面的影響，但實(shí)際上生態(tài)系統(tǒng)作為一個(gè)整體，系統(tǒng)整合分析這三方面的影響進(jìn)行抵消平衡作用后其固碳能力對(duì)氮沉降的整體響應(yīng)如何，仍是懸而未決和具有挑戰(zhàn)性的難題。

宋新章說(shuō)，毛竹在我國(guó)南方20個(gè)省市均有分布，面積達(dá)443萬(wàn)公頃，占全國(guó)竹林面積的73%，世界毛竹林面積的80%。毛竹稈形高大，生長(zhǎng)快速，一次造林后可數(shù)十年連續(xù)收獲竹筍和竹材、年年萌發(fā)新竹新鞭自我更新，表現(xiàn)出與其他森林迥異的獨(dú)特生長(zhǎng)發(fā)育特征和碳匯功能。毛竹廣泛分布的亞熱帶區(qū)域也是我國(guó)大氣氮沉降最嚴(yán)重的地區(qū)，日益增強(qiáng)的氮沉降如何影響毛竹林生態(tài)系統(tǒng)整體的固碳能力仍不得而知。

在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助下，宋新章所在的亞熱帶森林培育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與多家單位合作，依托團(tuán)隊(duì)搭建的國(guó)際上首個(gè)竹林野外模擬氮沉降長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)對(duì)2013-2016年模擬氮沉降處理下毛竹林生物量、土壤碳庫(kù)和溫室氣體排放通量的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，揭示了大氣氮沉降對(duì)毛竹林生態(tài)系統(tǒng)生物碳、土壤碳與溫室氣體(甲烷、氧化亞氮)排放的影響規(guī)律及凈碳匯效應(yīng)。

研究發(fā)現(xiàn)，氮沉降可使毛竹林的生物生產(chǎn)力和固碳能力增加23.9%-36.8%；顯著降低了土壤碳儲(chǔ)量，使氧化亞氮排放增加了19.7%-36.1%，使林地對(duì)甲烷的氧化吸收減少了10.3%-29.7%，綜合抵消平衡后可使毛竹林生態(tài)系統(tǒng)的年固碳能力增加17.8%-29.0%。如果忽略氧化亞氮和甲烷通量排放，將高估氮沉降的碳匯效應(yīng)9%-10.1%。當(dāng)前大氣氮沉降強(qiáng)度下，每公斤氮沉降可使每公頃毛竹林的年凈固碳能力增加48.7千克。據(jù)此估計(jì)，當(dāng)前的年均氮沉降（按每公頃30千克計(jì)算）可使我國(guó)毛竹林每年多固定650萬(wàn)噸碳。

該研究為全面科學(xué)評(píng)估全球大氣氮沉降的碳匯效應(yīng)、提升全球變化預(yù)測(cè)模型準(zhǔn)確性提供了關(guān)鍵科學(xué)數(shù)據(jù)，為正確認(rèn)識(shí)全球環(huán)境變化背景下毛竹林在減緩氣候變暖中的巨大潛力提供了重要科學(xué)依據(jù)。