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AAS封面故事:寻找被遗忘的氮

  比起鼎鼎有名的二氧化碳和甲烷,氧化亚氮是温室气体家族中默默无闻的一员。当人们关注冻土退化导致的二氧化碳、甲烷等含碳气体排放时,往往忽略了冻土中贮存的氮可能给气候变化带来的正反馈效应。直到近些年,科学家才发现,退化的冻土排放的氧化亚氮,可能与热带森林和农田的排放量相当。

泥炭沼泽退化与树木入侵

  相对于热火朝天的冻土碳循环过程研究,气候变化对冻土土壤氮循环影响的研究远远滞后。为了深入了解多年冻土氮循环过程及其气候反馈效应真相,在国家自然科学基金委员会和德国科学基金会的共同资助下,中科院大气物理研究所刘春岩研究员与德国亥姆霍兹联合会卡尔斯鲁厄理工学院Michael Dannenmann教授和环境健康研究中心Michael Schloter教授于2019年启动了中德国际合作项目“气候变化背景下中国北方多年冻土土壤氮周转与氧化亚氮排放过程研究(NIFROCLIM)”。NIFROCLIM项目进行一年之际,应AAS主编邀请,在Advances in Atmospheric Sciences上以“资讯&观点”的形式发表项目先容,并登上2020年第八期封面。

AAS2020年第八期封面:NIFROCLIM项目科学家正在对冻土进行采样和标记

  NIFROCLIM项目利用中国北方多年冻土典型景观梯度和泥炭地长期增温试验平台,开展土壤氮循环过程综合观测研究,探索气候变化背景下(如变暖导致的频繁冻融交替、活动层深度增加、地表水位下降和景观格局变化等),多年冻土土壤氮转化与氧化亚氮产生、消耗和排放过程,寻求其时空分布特征、主导微生物过程与生物学机制。

微生物分子生物学特征分析实地采样

  项目中方首席刘春岩研究员认为该项目实施将有助于预测评估气候变化对多年冻土氮循环过程和氧化亚氮排放的影响,以及多年冻土氮素生物地化循环过程对气候变化的反馈效应。

  在我国,多年连续冻土主要分布于青藏高原和东北地区。说明选择中国东北作为实验地点的原因时,刘春岩研究员说:

  “这里位于欧亚大陆大面积永久性冻土区的南缘,受全球变暖和人类活动加剧的叠加影响,气温升高的速度是全球变暖速度的两遍,加速了冻土消融和氮的转换。如果怀疑大家之前对氮排放的计算有误,要重新审视氮排放过程,这里是最理想的试验场地。”

研究区域地貌

  NIFROCLIM项目德方首席Michael Dannenmann教授很高兴得知AAS对项目的关注。他和中方首席刘春岩研究员一起,利用AAS约稿的机会组织项目成员对进行了一年多的项目进行梳理和总结,由Elisabeth Ramm博士主笔,完成了项目先容报告,并通过审稿,在AAS发表。

  AAS编辑部欢迎国内外重大项目在AAS的“资讯与观点”栏目撰文,先容最新项目进展!

  Reference: Ramm, E., and Coauthors, 2020: The forgotten nutrient—The role of nitrogen in permafrost soils of northern China. Adv. Atmos. Sci., 37(8), https://doi.org/10.1007/s00376-020-0027-5.

  
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