天山北坡典型草地施肥阈值及不确定性分析

作者：韩其飞; 尹龙; 李超凡^*; 张润钢; 王文彪; 崔正南

来源：草业学报, 2024, 33(01): 19-32.

• 天山北坡
• DNDC模型
• 施肥阈值
• 净初级生产力
• 蒙特卡洛分析

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。

• 单位
  南京信息工程大学