[目的]评估中国草地地上生产力氮限制强度的时空变化,为全球环境变化背景下草地适应性管理和氮循环模拟评估提供参考.[方法]以中国草地为研究对象,系统收集了 1980-2020年已发表的423组氮添加试验数据,整合分析地上生产力响应比(lnRR)和氮素敏感系数(lnRR/N,即lnRR与氮添加量的比值)及其影响因素.利用直线、双直线和逐步回归等方法,评估了lnRR/N的时空动态及其驱动因子.[结果]lnRR随氮添加量的增加总体呈先增加后持平的趋势.当氮添加量超过(21.1±5.5)g N·m-2·a-1(平均值±95％置信区间)时,lnRR达到最大值(0.60±0.08).整合分析结果显示,lnRR/N总体平均为0.043±0.004,即单位氮添加量(1gN·m-2·a-1)可提高地上生产力(4.36±0.38)％,且因草地类型、氮添加量、试验持续年限和年代而异.时间尺度上,过去40年来lnRR/N呈显著降低趋势,且在相对湿润(年降水量MAP＞450 mm)和温暖区(年均温MAT＞4.5℃)的下降速率是相对干旱(MAP≤450mm)和寒冷区(MAT≤4.5℃)的1.5-1.7倍.空间尺度上,降水量和土壤养分是lnRR/N变化的主要影响因子.其中,1nRR/N随着MAP的增加而增加,随着土壤氮含量的增加而降低.在相对湿润区,lnRR/N的变化由土壤氮含量和MAP共同占主导,而在相对干旱和温暖区则分别由MAP和MAT占主导.[结论]中国草地地上生产力仍受氮限制,但在全球环境变化背景下生产力氮限制强度或氮素敏感性持续减弱,尤其以相对湿润区和温暖区最为明显.要准确评估草地生态系统对全球环境变化的响应,需更多关注生产力关键限制因子及其限制强度的时空变化.

草地;地上生产力;氮添加;氮素敏感性;全球环境变化

侯将将;王金洲;孙平;朱文琰;徐靖;卢昌艾

河南科技大学动物科技学院,河南洛阳471000;中国环境科学研究院生态研究所,北京100012;河南科技大学园艺与植物保护学院,河南洛阳471000;中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京100081

中国农业科学

[1]侯将将;王金洲;孙平;朱文琰;徐靖;卢昌艾-.中国草地地上生产力氮素敏感性的时空变化)[J].中国农业科学,2022(09):1811-1821

氮素敏感性,lnRR,1gN,1nRR

地上生产力,时空变化,氮限制,全球环境变化,适应性管理,氮循环,环模,模拟评估,统收,氮添加,加试,整合分析,响应比,敏感系数,逐步回归,时空动态,驱动因子,加总,持平,置信区间,草地类型,时间尺度,年降水量,MAP,均温,MAT,降速,450mm,寒冷,冷区,空间尺度,土壤养分,土壤氮含量,湿润区,草地生态系统,限制因子

0.222963