近日，由浙江農(nóng)林大學(xué)省部共建亞熱帶森林培育國家重點實驗室教授宋新章領(lǐng)銜的一項研究成果發(fā)表在《科學(xué)進展》雜志上。該研究首次系統(tǒng)揭示了大氣氮沉降對毛竹林凈碳匯效益的影響特征和作用機制。

據(jù)介紹，氮是植物生長所必需的重要元素。由于人類工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的快速發(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)問題，科學(xué)家預(yù)測今后幾十年內(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)出進一步加重的趨勢。

大氣氮沉降帶來的施肥效應(yīng)，既可提高森林的生產(chǎn)力進而增加其固碳能力，又可激發(fā)/減少土壤溫室氣體排放，降低/增加土壤碳儲量，部分抵消/加強其固碳效應(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，對于氮沉降如何影響普遍磷缺乏的我國南方亞熱帶森林仍不清楚。而且，這些研究通常只單獨估算氮沉降對地上生物生產(chǎn)力、土壤碳儲量或土壤溫室通量中某一方面的影響，但實際上生態(tài)系統(tǒng)作為一個整體，系統(tǒng)整合分析這三方面的影響進行抵消平衡作用后其固碳能力對氮沉降的整體響應(yīng)如何，仍是懸而未決和具有挑戰(zhàn)性的難題。

宋新章說，毛竹在我國南方20個省市均有分布，面積達443萬公頃，占全國竹林面積的73%，世界毛竹林面積的80%。毛竹稈形高大，生長快速，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特生長發(fā)育特征和碳匯功能。毛竹廣泛分布的亞熱帶區(qū)域也是我國大氣氮沉降最嚴(yán)重的地區(qū)，日益增強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。

在國家自然科學(xué)基金項目資助下，宋新章所在的亞熱帶森林培育國家重點實驗室與多家單位合作，依托團隊搭建的國際上首個竹林野外模擬氮沉降長期實驗平臺，通過對2013-2016年模擬氮沉降處理下毛竹林生物量、土壤碳庫和溫室氣體排放通量的動態(tài)監(jiān)測，揭示了大氣氮沉降對毛竹林生態(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量，使氧化亞氮排放增加了19.7%-36.1%，使林地對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，當(dāng)前的年均氮沉降（按每公頃30千克計算）可使我國毛竹林每年多固定650萬噸碳。

該研究為全面科學(xué)評估全球大氣氮沉降的碳匯效應(yīng)、提升全球變化預(yù)測模型準(zhǔn)確性提供了關(guān)鍵科學(xué)數(shù)據(jù)，為正確認識全球環(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)。