基于此,实验室稳定同位素生态学团队依托该所位于山东寿光的设施农业中心建立了高频连续自动采样和测定系统(图1c, d),对该典型GVP地区土壤N2O的排放通量进行了为期一年的监测,包括非生长季闷棚时期,以更加准确全面地量化N2O的排放。该系统包含16个自动采样的呼吸室,充分考虑了GVP系统的空间异质性。研究结果显示,GVP系统土壤N2O年排放量高达102 kg N ha-1,占氮肥施用量(1338 kg N ha-1)的7.6%,远高于以往的报道。此外,灌水可使N2O排放速率出现短暂的峰值,增加12~396%(图2c)。低频率采样可能无法捕捉到这些峰值,导致N2O排放被低估8~17%。该研究强调了GVP系统是N2O排放的热点。随着GVP的迅速发展,N2O排放量也将进一步增加,迫切需要引起重视并制定相应的减排措施。
该研究成果以“High soil nitrous oxide emissions from a greenhouse vegetable production system in Shouguang, Northern China”为题于2023年12月3日发表于Atmospheric Environment。博士生李雪和副研究员全智为共同第一作者,方运霆研究员为通讯作者。该研究得到了中国科学院黑土地保护与利用科技创新工程专项(XDA28020302)和国家自然科学基金(42177214, 41701309)等项目资助。
论文链接:https://authors.elsevier.com/c/1iEYX4pTZHnzIy
图1 供试大棚与土壤N2O排放速率自动采样和监测系统
图2 研究期间土壤温湿度、无机氮含量和N2O日排放速率的季节变化动态(ASD表示闷棚时期,黑色向下箭头表示施肥日期)