土壤微量元素對CO2摩爾分數和溫度升高響應的模擬試驗

趙苗苗, 鄭粉莉,2?, 王 婧, 王雪松, 焦健宇, 魏晗梅

(1.西北農林科技大學水土保持研究所 黃土高原土壤侵蝕與旱地農業國家重點實驗室, 712100, 陜西楊凌; 2.中國科學院 水利部 水土保持研究所, 712100, 陜西楊凌)

自工業革命以來,大氣CO2摩爾分數以前所未有的速度增加,到2018年全球CO2摩爾分數已經增加至407.8 μmol/mol。CO2摩爾分數的增加會加劇全球氣候變暖,IPCC第5次評估報告[1]指出,21世紀末期大氣CO2摩爾分數將超過700 μmol/mol,地球表層的平均溫度將在現在的基礎上升高0.3 ℃～4.8 ℃。由于農業生產的重要性,農田生態系統對氣候變化的響應成為研究熱點[2],研究多集中于氣候變化對作物生理生態[3-4]以及土壤碳、氮、磷等大量元素[5]的影響。

鐵、錳、銅、鋅是植物正常生長發育所必需的微量元素,它們多為植物體內酶、維生素和生長激素的組成成分或活化劑,直接參與植物體的營養和代謝過程,其供應狀況會對作物產量及其營養品質產生重要影響[6-7]。鐵和鋅是多種酶的組分或輔酶因子,在植物的氧化- 還原過程中起重要的作用[6]。目前關于大氣CO2摩爾分數升高和增溫對土壤有效態微量元素影響的研究主要集中單氣候因素方面[8-11]。任思榮等[9]和王小治等[10]的研究發現,CO2摩爾分數升高在一定程度上增加了土壤有效鐵、錳、銅、鋅的含量;李裕等[11]的研究表明在1 ℃～3 ℃的增溫范圍內,土壤有效錳、銅、鋅含量隨溫度的升高而增加。然而,全球變暖背景下大氣CO2摩爾分數升高和增溫是相伴發生的,僅探究CO2摩爾分數或溫度升高對土……