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氮循環在我國對碳水循環的影響
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2020-04-02 | 【 【關閉】

  氮氣占地球大氣的78%,氮是所有生物賴以生存的主要營養物質,並廣泛存在于蛋白質、DNA和葉綠素中。作爲生物圈內基本的物質循環之一,氮循環將大氣、陸地和海洋生態系統鏈接起來,影響著生物地球物理化學過程。氮循環受人類活動(施肥)的影響,對環境質量至關重要,近年來引起世界的廣泛關注,如在2019年3月舉行的第四屆聯合國環境大會上,成員國就通過了有史以來第一項關于氮的全球決議。那麽,在我國,氮循環又是怎樣影響著碳、水循環呢?

  围绕上述问题,竞彩258彩票投注官方网站在读博士生梁晶晶与合作者利用包含氮动态变化过程的Noah-MP-CN陆面模式在中国进行了区域尺度模拟试验。通过与原始Noah-MP模式模拟结果的对比,研究了氮动态变化对陆地碳、水循环的影响。研究表明,引入氮动态变化过程可以改善模式对于碳循环相关变量的模拟。具体来说,在中国大部分地区,Noah-MP-CN在模拟叶面积指数(LAI)以及初级生产量(GPP)方面优于Noah-MP,特别是在位于南方温暖湿润的地区。而在水文模拟方面上,Noah-MP-CN仅对土壤水分和蒸散发模拟性能有轻微改善。

  作者进行了不同施肥量的敏感性试验,以探究农田施肥量对土壤固碳、耗水量以及氮淋失量的影响。文章作者梁晶晶指出,与施肥量减半的试验结果相比,采用实际施肥量的试验可以提高GPP 1.97%,增加耗水量0.43%,并提高5.35%的氮淋失量。这表明目前的氮肥施用水平对于环境有着潜在的污染影响。

  文章的通訊作者,美國德克薩斯大學的楊宗良教授同時提到,在已有Noah-MP-CN在碳水循環相關變量模擬性能較爲良好基礎上,如何進一步囊括更多的生物地球物理化學過程以完善其模擬性能,並將其耦合于氣候模式以實現區域地球系統模式的構建,以適應全球變化的需要才是關鍵,這方面仍需深入研究。

  以上研究已被《Advances in Atmospheric Sciences》接收并预出版,得到了国家重点研发计划项目的资助。

图1 氮循环示意图

  論文信息:

  J. J. Liang, Z.L. Yang, X. T. Cai, P. R. Lin, H. Zheng, Q. Y. Bian, 2020: Modeling the impacts of nitrogen dynamics on regional terrestrial carbon and water cycles over China with Noah-MP-CN. Adv. Atmos. Sci.,37(7)

  https://doi.org/10.1007/s00376-020-9231-6.

  下載鏈接:

  http://www.iapjournals.ac.cn/aas/en/article/doi/10.1007/s00376-020-9231-6

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