Estimation of carbon balance under different land uses and long-term fertilizations in black soils of Northeast China

Abstract

本研究进行了东北黑土不同土地利用(草地GL、裸地BL)与农田施肥管理方式(无肥NF、化肥NPK及化肥+有机肥处理NPKOM)下草本植物与作物净初级生产力(NPP)和净生态系统生产力(NEP)以及土壤碳排放的估算, 目的是揭示自然与农田生态系统及经过土壤 大气界面的碳收支平衡。土壤生长季碳排放总量(<i>R</i>_gs)、全年碳排放总量(<i>R</i>_ann)以及全年微生物异养呼吸总量(<i>R</i>_m)以如下顺序递减: NPKOM>GL>NPK>NF>BL, 5个处理之间存在显著差异(<i>P</i><0.05), 但是草地与农田化肥+有机肥处理之间差异不显著(<i>P</i>>0.05)。净初级生产力表现: GL>NPKOM>NPK>NF>BL, 5个处理之间存在显著差异(<i>P</i><0.05)。草地总生物量及固碳量显著高于农田各处理(<i>P</i><0.05), 草地NPP总量与农田各处理相比增加32%~96%。化肥+有机肥处理和化肥处理NPP总量比无肥处理高46%和49%。草地与农田的NEP均为正值, 表明草地与农田在生态系统尺度上均是大气CO₂的"汇"。对大气 土壤界面碳平衡的分析表明, 当前管理方式下, 草地土壤是大气碳库的净汇, 而裸地和农田土壤是净源。农田不同施肥处理土壤有机碳含量呈下降趋势, 但增加有机肥的投入可增强土壤的固碳容量, 达到新的碳平衡。