天山北坡典型草地施肥阈值及不确定性分析OACSTPCD

在全球气候变化的背景下,干旱半干旱区草地作为陆地生态系统中重要且非常脆弱的组分之一,显现出一系列生态问题.探究气候变化及人类活动对于该区草地生态系统净初级生产力(NPP)的影响,对于合理利用自然资源,保持农牧业可持续发展具有重要的意义.施肥作为促进作物生长的一种方式,合理施肥也可以提高退化草地的NPP.基于此,本研究拟以天山北坡沿海拔梯度分布的4种草地类型:高山草甸(AM)、中山森林草甸(MMFM)、低山干草原(LMDG)和平原荒漠草原(PDG)为研究对象,基于反硝化-分解模型(DNDC)分析该区典型草地生态系统净初级生产力对施加不同氮肥的响应,并揭示施肥阈值及最优施肥方式.结果表明:1)适度氮肥添加促进了各个类型草地生态系统NPP的增长,但草地NPP对施肥量的响应存在阈值,且不存在适用于4种草地类型的统一最优施肥方式.LMDG草地生态系统对施氮肥的响应最敏感.2)PDG草地NPP达到最大的施肥方式为一年分两次施加100 kg·hm-2硝酸盐,NPP的最大值为68.72 g C·m-2·a-1.LMDG草地NPP最大的施肥方式为一年分两次施加尿素260 kg·hm-2,NPP的最大值为263.28 g C·m-2·a-1.MMFM草地生态系统达到NPP最大的施肥方式为一年一次施尿素80 kg·hm-2,NPP的最大值为171.22 g C·m-2·a-1.无水氨作为在AM草地中反应最好的氮肥,以最小的施肥量(60 kg·hm-2)达到了NPP的最大值(114.62 g C·m-2·a-1).3)通过蒙特卡洛不确定分析的结果显示,施肥时间对PDG和LMDG的影响更为明显,施肥量波动对LMDG和MMFM的影响较其他两种草地更为明显.