施肥策略对竹林土壤温室气体排放的影响机制与减排路径研究

《Plant and Soil》：Potential effects of fertilization strategies on greenhouse gas emissions from bamboo forest soils

本研究针对竹林生态系统施肥管理对土壤温室气体（GHG）排放的影响，通过整合分析44篇研究的264组数据，系统评估了不同施肥策略的减排效应。结果表明：化学肥料（CF）显著提升CO2和N2O排放，而硅肥（SIF）可分别降低30.3%和42.2%；生物炭（BA）虽增加CO2排放15.4%，但能减少N2O排放27.5%。研究为竹林碳汇功能优化提供了科学依据。

　　

竹林作为一种独特的森林生态系统，其科学管理对提升碳汇功能和生态效益至关重要。施肥作为核心管理措施，深刻影响着土壤温室气体（GHG）的排放动态。为量化不同施肥策略的生态效应，研究团队采用整合分析法（meta-analysis），基于44项研究的264组数据，揭示了以下发现：

化学肥料（CF）使CO₂排放量显著增加21.3%，N₂O排放量激增90.2%，导致CO₂当量排放上升47.0%。高用量化学肥料（CF_H）更会同步推高CO₂、N₂O和CH₄的排放水平。而生物炭添加（BA）虽使CO₂排放增加15.4%，却成功降低N₂O排放27.5%。与之形成对比的是，硅肥（SIF）表现出显著减排效果，CO₂和N₂O排放分别下降30.3%和42.2%。低水平氮沉降（ND_L，速率低于40 kg/ha·a）则使CO₂和N₂O排放分别增加19.8%和37.2%。生物炭与化肥联用（BA+CF）导致CO₂排放上升33.9%。

研究还发现，在极酸性（pH<4.5）和强酸性土壤（4.5<>₂排放增强16.2%和16.3%。综合表明，生物炭基肥（BF）与硅肥（SIF）可作为传统化肥的有效替代方案。尽管生物炭（BA）能抑制N₂O排放，有机肥（OF，平均用量13 t/ha·a）和BA+CF对N₂O增排的影响不显著，且三者均未显著推高CO₂当量，但仍可能加剧CO₂排放。此外，环境氮沉降、地形特征及土壤理化性质均为影响温室气体排放的关键因素。