大氣CO2濃度升高對(duì)大豆——小麥輪作系統(tǒng)植物根際碳動(dòng)態(tài)的早期影響.pdf

1、大氣CO2濃度升高直接或間接地影響農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)和碳固定。本項(xiàng)目基于北京昌平豆麥輪作系統(tǒng)自由大氣CO2濃度富集實(shí)驗(yàn)（free air CO2 concen- tration enrichment, FACE）研究平臺(tái)，以根際生態(tài)學(xué)為理論基礎(chǔ)，運(yùn)用三維熒光光譜（Three-dimensional fluorescence spectroscopy）以及其它理化分析技術(shù)，結(jié)合CENTURY生物地球化學(xué)模型，研究大氣CO2濃度升高情景下根

2、際和非根際土壤溶解性有機(jī)質(zhì)（dissolved organic matter，DOM）含量和結(jié)構(gòu)的差異，闡明土壤DOM的產(chǎn)生機(jī)制及其對(duì)CO2濃度富集的響應(yīng)模式；研究CO2濃度富集對(duì)土壤無機(jī)氮含量的影響，闡明農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳氮交互作用；模擬分析不同CO2濃度梯度對(duì)豆麥輪作系統(tǒng)碳循環(huán)和碳儲(chǔ)量的影響，闡明華北平原典型農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳動(dòng)態(tài)。
　　通過FACE實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，短期內(nèi)（CO2熏蒸一年）CO2濃度富集顯著改變了農(nóng)田土壤溶解性碳組成，但

3、沒有顯著改變農(nóng)田土壤溶解性碳含量。CO2富集能有效增加農(nóng)田土壤溶解性有機(jī)質(zhì)活性組分比例，但明顯降低土壤惰性組分比例，總體上DOM的結(jié)構(gòu)趨于活化，易于被土壤微生物利用。另外，CO2濃度富集、氮素輸入短期內(nèi)沒有顯著改變土壤無機(jī)氮含量，說明當(dāng)前低劑量施氮即可維持CO2濃度升高情景下作物對(duì)氮的需求。未來20年內(nèi)，CO2濃度升高將顯著增加土壤活性和緩性碳儲(chǔ)量，對(duì)惰性碳庫(kù)影響不大。CO2濃度升高和氮素輸入增加的碳量不足以彌補(bǔ)因耕作過程導(dǎo)致的土壤碳庫(kù)