9月17日,資源與環境學院崔振嶺教授課題組在《Global Change Biology》雜誌上線上發表了題為“Evaluation of variation in background nitrous oxide emissions: A new global synthesis integrating the impacts of climate, soil and management conditions”的研究論文,評估了全球農田、林地和草地的全球背景N2O排放(BNE)空間分佈及其主要驅動力,同時與IPCC結果進行比較,強調了詳細估算BNE空間分佈的必要性。
本研究首先透過整合了來自546個實驗地點的450項已發表研究獲得了1353個觀測資料,其中農田687個,林地341個,草地325個。
圖. 1. 氧化亞氮資料點分佈。紅色、藍色和黃色分別代表農田、森林和草原。灰色代表植被覆蓋區
配合氣候、土壤性質及管理(植被型別)分析了造成BNE排放空間差異的主要驅動力。結果表明,土壤pH,氮礦化速率,氮沉降,土壤含水量,土壤溫度是最主要的驅動力。
圖. 2. 氧化亞氮背景值及其主要影響因素主成分分析(a). 影響因素相對貢獻率 (b). 圖 (c)–(j )影響因素與BNE相關分析. N_MIN, 土壤礦化速率; N_DEP, 大氣氮沉降; VWC,體積含水量; MAP, 年平均降雨量; MAT, 年平均氣溫; ST, 土壤溫度; Clay: 土壤黏粒含量; SOC, 土壤有機碳; STN, 土壤全氮; BD, 容重; 灰色陰影代表95%置信區間,虛線表示BNE平均值。
圖.3. 土壤BNE與顯著影響因素結構方程模型。影響因素縮寫同圖2
基於以上影響因素分析的基礎上配合高解析度氣候和土壤資料利用機器學習方法繪製了全球10km柵格尺度的BNE分佈圖。結果表明農田、林地和草地的平均BNE分別為1.10、0.92和0.84 kg N ha-1 yr-1,變化範圍(5%-95%)分別為0.18-3.47、0.20-3.44和-1.16-3.70 kg N ha-1 yr-1。
圖. 4. 全球每年單位面積BNE空間分佈(10km×10km柵格)。(a)農田, (b) 森林, (c)草原
之後,作者計算了全球和國家尺度內的BNE總量,並將其與IPCC的估計值進行對比。結果表明,3種土地利用型別的總BNE比IPCC估算的總BNE低0.83 Tg N yr-1,各國較IPCC變化範圍為-47%-94%。IPCC對農田BNE的估計值稍高(+0.11 Tg N yr-1),對林地和草地的BNE估計值分別低了0.40和0.54 Tg N yr-1。
圖. 5.全球主要國家每年單位面積BNE空間分佈(a)農田, (b) 森林, (c) 草原. (d) – (f) 為全球面積排名前45的國家
圖. 6. 全球農田、森林和草原每年總BNE與IPCC比較。. (a) 和 (b)表示總量差異,(c) 和 (d) 表示相差百分比
該研究由中國農業大學資源與環境學院崔振嶺教授(通訊作者)團隊完成,資源與環境學院博士後尹宇龍為第一作者。
原文連結:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/gcb.15860