Published March 23, 2023
| Version v1
Publication
Open
Reclamation intensifies the positive effects of warming on N2O emission in an alpine meadow
Creators
- 1. Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture
- 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
- 3. Tianjin Meteorological Bureau
- 4. Anhui Science and Technology University
- 5. Anhui University of Science and Technology
- 6. Institute of Grassland Research
Description
Climatic warming can alter grassland nitrous oxide (N2O) emissions due to soil property alterations. However, how the reclamation affect grassland N2O flux under warming conditions remains unclear in alpine meadow ecosystems. We conducted a long-term manipulative warming experiment in a natural alpine meadow and a cultivated grassland on the Qinghai-Tibetan Plateau to explore the separate and interactive effects of warming and reclamation on the soil N2O emission flux. N2O fluxes were measured under four treatments including control (CK), warming (W), reclamation (R) and warming under reclamation (WR) from August 2018 to July 2019. We measured the content of soil C, N nutrients and 5 enzymatic activities in 2018 and 2019. Correlation analysis and structural equation modeling were used to clarify how soil N availability and soil enzyme activities affect N2O emission. Our results indicated that compared to the ambient conditions for the growing and non-growing seasons, soil N2O flux was significantly increased 59.1% and 152.0% by warming and 28.4% and 142.4% by reclamation, respectively. Compared with W, WR significantly increased N2O flux by 18.9% and 81.1% during the growing and non-growing seasons, respectively. Soil moisture was negatively correlated to enzymatic activity and N2O flux. Both warming and reclamation promoted soil nitrification by increasing related enzymatic activities that acted to increase the N2O flux. Reclamation resulted in a greater sensitivity of the activity of ammonia monooxygenase and hydroxylamine oxidoreductase to warming, thus enhancing the effects of warming on increasing the N2O flux. Our research indicated that reclamation can additionally increase the effects of warming on N2O emissions for alpine meadows. Therefore, excessive expansion of arable land should be avoided, and new reclamation sites should be planned scientifically, as warming is expected to intensify in the future.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يمكن أن يؤدي الاحترار المناخي إلى تغيير انبعاثات أكسيد النيتروز في الأراضي العشبية (N2O) بسبب تغيرات خصائص التربة. ومع ذلك، لا تزال كيفية تأثير الاستصلاح على تدفق أكسيد النيتروز في الأراضي العشبية في ظل ظروف الاحترار غير واضحة في النظم الإيكولوجية لمروج جبال الألب. أجرينا تجربة احترار مناورة طويلة الأجل في مرج جبال الألب الطبيعي ومراعي مزروعة على هضبة تشينغهاي التبتية لاستكشاف الآثار المنفصلة والتفاعلية للاحترار والاستصلاح على تدفق انبعاثات أكسيد النيتروز في التربة. تم قياس تدفقات أكسيد النيتروز تحت أربعة علاجات بما في ذلك التحكم (CK)، والاحترار (W)، والاستصلاح (R) والاحترار تحت الاستصلاح (WR) من أغسطس 2018 إلى يوليو 2019. قمنا بقياس محتوى مغذيات التربة C و N و 5 أنشطة إنزيمية في عامي 2018 و 2019. تم استخدام تحليل الارتباط ونمذجة المعادلة الهيكلية لتوضيح كيفية تأثير توافر التربة وأنشطة إنزيم التربة على انبعاث أكسيد النيتروز. أشارت نتائجنا إلى أنه مقارنة بالظروف المحيطة لموسم النمو وموسم عدم النمو، زاد تدفق أكسيد النيتروز في التربة بشكل كبير بنسبة 59.1 ٪ و 152.0 ٪ بسبب الاحترار و 28.4 ٪ و 142.4 ٪ عن طريق الاستصلاح، على التوالي. وبالمقارنة مع غرب أستراليا، زاد معدل تدفق أكسيد النيتروز بشكل كبير بنسبة 18.9 ٪ و 81.1 ٪ خلال مواسم النمو وغير النمو، على التوالي. ارتبطت رطوبة التربة سلبًا بالنشاط الإنزيمي وتدفق أكسيد النيتروز. عزز كل من الاحترار والاستصلاح نترجة التربة من خلال زيادة الأنشطة الأنزيمية ذات الصلة التي عملت على زيادة تدفق أكسيد النيتروز. أدى الاستصلاح إلى زيادة حساسية نشاط أحادي أكسجين الأمونيا وأكسيد الهيدروكسيل أمين للاحترار، وبالتالي تعزيز آثار الاحترار على زيادة تدفق أكسيد النيتروز. أشار بحثنا إلى أن الاستصلاح يمكن أن يزيد بالإضافة إلى ذلك من آثار الاحترار على انبعاثات أكسيد النيتروز لمروج جبال الألب. لذلك، يجب تجنب التوسع المفرط في الأراضي الصالحة للزراعة، ويجب التخطيط لمواقع استصلاح جديدة علميًا، حيث من المتوقع أن يزداد الاحترار في المستقبل.Translated Description (French)
Le réchauffement climatique peut modifier les émissions d'oxyde nitreux (N2O) des prairies en raison de l'altération des propriétés du sol. Cependant, la façon dont la remise en état affecte le flux de N2O des prairies dans des conditions de réchauffement reste incertaine dans les écosystèmes de prairies alpines. Nous avons mené une expérience de réchauffement manipulateur à long terme dans une prairie alpine naturelle et une prairie cultivée sur le plateau Qinghai-Tibétain pour explorer les effets séparés et interactifs du réchauffement et de la régénération sur le flux d'émission de N2O du sol. Les flux de N2O ont été mesurés sous quatre traitements dont le contrôle (CK), le réchauffement (W), la régénération (R) et le réchauffement sous régénération (WR) d'août 2018 à juillet 2019. Nous avons mesuré la teneur en nutriments C, N du sol et 5 activités enzymatiques en 2018 et 2019. L'analyse de corrélation et la modélisation des équations structurelles ont été utilisées pour clarifier comment la disponibilité de l'azote du sol et les activités enzymatiques du sol affectent les émissions de N2O. Nos résultats ont indiqué que par rapport aux conditions ambiantes pour les saisons de croissance et de non croissance, le flux de N2O du sol était significativement augmenté de 59,1% et 152,0% par le réchauffement et de 28,4% et 142,4% par la régénération, respectivement. Par rapport à W, WR a augmenté de manière significative le flux de N2O de 18,9% et 81,1% pendant les saisons de croissance et de non-croissance, respectivement. L'humidité du sol était négativement corrélée à l'activité enzymatique et au flux de N2O. Le réchauffement et la régénération ont favorisé la nitrification du sol en augmentant les activités enzymatiques connexes qui ont agi pour augmenter le flux de N2O. La récupération a entraîné une plus grande sensibilité de l'activité de la monooxygénase d'ammoniac et de l'hydroxylamine oxydoréductase au réchauffement, renforçant ainsi les effets du réchauffement sur l'augmentation du flux de N2O. Nos recherches ont indiqué que la remise en état peut en outre augmenter les effets du réchauffement sur les émissions de N2O pour les prairies alpines. Par conséquent, l'expansion excessive des terres arables doit être évitée et de nouveaux sites de remise en état doivent être planifiés scientifiquement, car le réchauffement devrait s'intensifier à l'avenir.Translated Description (Spanish)
El calentamiento climático puede alterar las emisiones de óxido nitroso (N2O) de los pastizales debido a las alteraciones de las propiedades del suelo. Sin embargo, la forma en que la recuperación afecta el flujo de N2O de los pastizales en condiciones de calentamiento sigue sin estar clara en los ecosistemas de praderas alpinas. Llevamos a cabo un experimento de calentamiento manipulativo a largo plazo en un prado alpino natural y un pastizal cultivado en la meseta tibetana de Qinghai para explorar los efectos separados e interactivos del calentamiento y la recuperación en el flujo de emisión de N2O del suelo. Los flujos de N2O se midieron bajo cuatro tratamientos que incluyen control (CK), calentamiento (W), recuperación (R) y calentamiento bajo recuperación (WR) de agosto de 2018 a julio de 2019. Medimos el contenido de nutrientes C, N del suelo y 5 actividades enzimáticas en 2018 y 2019. El análisis de correlación y el modelado de ecuaciones estructurales se utilizaron para aclarar cómo la disponibilidad de N del suelo y las actividades enzimáticas del suelo afectan la emisión de N2O. Nuestros resultados indicaron que en comparación con las condiciones ambientales para las temporadas de crecimiento y no crecimiento, el flujo de N2O del suelo aumentó significativamente 59.1% y 152.0% por calentamiento y 28.4% y 142.4% por recuperación, respectivamente. En comparación con W, WR aumentó significativamente el flujo de N2O en un 18,9% y 81,1% durante las temporadas de cultivo y no cultivo, respectivamente. La humedad del suelo se correlacionó negativamente con la actividad enzimática y el flujo de N2O. Tanto el calentamiento como la recuperación promovieron la nitrificación del suelo al aumentar las actividades enzimáticas relacionadas que actuaron para aumentar el flujo de N2O. La recuperación dio como resultado una mayor sensibilidad de la actividad de la amoníaco monooxigenasa y la hidroxilamina oxidorreductasa al calentamiento, mejorando así los efectos del calentamiento sobre el aumento del flujo de N2O. Nuestra investigación indicó que la recuperación puede aumentar adicionalmente los efectos del calentamiento en las emisiones de N2O para los prados alpinos. Por lo tanto, se debe evitar la expansión excesiva de las tierras cultivables y se deben planificar científicamente nuevos sitios de recuperación, ya que se espera que el calentamiento se intensifique en el futuro.Files
pdf.pdf
Files
(10.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:255e540b7682f92d75c2dba8fd2d5f81
|
10.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الاستصلاح يكثف الآثار الإيجابية للاحترار على انبعاثات أكسيد النيتروز في مرج جبال الألب
- Translated title (French)
- La remise en état intensifie les effets positifs du réchauffement sur les émissions de N2O dans une prairie alpine
- Translated title (Spanish)
- La recuperación intensifica los efectos positivos del calentamiento en las emisiones de N2O en una pradera alpina
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4360617166
- DOI
- 10.3389/fpls.2023.1162160
References
- https://openalex.org/W141139871
- https://openalex.org/W145736917
- https://openalex.org/W1836347561
- https://openalex.org/W1877905106
- https://openalex.org/W1976984800
- https://openalex.org/W1988748744
- https://openalex.org/W2003759453
- https://openalex.org/W2005507895
- https://openalex.org/W2017318302
- https://openalex.org/W2019552263
- https://openalex.org/W2030034260
- https://openalex.org/W2075409185
- https://openalex.org/W2076036122
- https://openalex.org/W2079457300
- https://openalex.org/W2104706381
- https://openalex.org/W2105042329
- https://openalex.org/W2112268922
- https://openalex.org/W2113776261
- https://openalex.org/W2115545645
- https://openalex.org/W2142863381
- https://openalex.org/W2152821670
- https://openalex.org/W2161439417
- https://openalex.org/W2174964376
- https://openalex.org/W2178511623
- https://openalex.org/W2253382733
- https://openalex.org/W2276001385
- https://openalex.org/W2335525980
- https://openalex.org/W2342324842
- https://openalex.org/W2410350327
- https://openalex.org/W2507468841
- https://openalex.org/W2562144821
- https://openalex.org/W2596005906
- https://openalex.org/W2687641400
- https://openalex.org/W2738681846
- https://openalex.org/W2781124957
- https://openalex.org/W2795268607
- https://openalex.org/W2806809008
- https://openalex.org/W2807298932
- https://openalex.org/W2893104692
- https://openalex.org/W2914867527
- https://openalex.org/W2945375429
- https://openalex.org/W2976087881
- https://openalex.org/W3097305233
- https://openalex.org/W3101390610
- https://openalex.org/W3112678596
- https://openalex.org/W3161726321
- https://openalex.org/W3165962061
- https://openalex.org/W3179811729
- https://openalex.org/W3196469477
- https://openalex.org/W3199460874
- https://openalex.org/W3207013586
- https://openalex.org/W3216360511
- https://openalex.org/W4200540091
- https://openalex.org/W4210581586
- https://openalex.org/W4224909969
- https://openalex.org/W4283816531