Sự gia tăng CO2 trong khí quyển thúc đẩy sự giải phóng cation từ đất

Ecology Letters - Tập 13 Số 3 - Trang 284-291 - 2010
Lei Cheng1,2,3, Jianguo Zhu2,3, G. Chen2, Xunhua Zheng4, Neung‐Hwan Oh5, Thomas W. Rufty6, Daniel deB. Richter7, Shuijin Hu1
1Laboratory of Soil Ecology, Department of Plant Pathology, North Carolina State University, Raleigh, NC 27695 7616, USA
2State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing, 210008, China
3these authors contributed equally to this work
4Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100029, China
5School of Forestry and Environmental Studies, Yale University, New Haven, CT 06511, USA
6Department of Crop Science, North Carolina State University, Raleigh, NC, 27695, USA
7Nicholas School of the Environment, Duke University, Durham, NC 27708, USA

Tóm tắt

Ecology Letters (2010) 13: 284–291Tóm tắtGia tăng CO2 trong khí quyển thường kích thích quá trình quang hợp và hấp thụ dinh dưỡng của thực vật, làm thay đổi chu trình của các nguyên tố sinh học tại địa phương và toàn cầu. Mặc dù các cation dinh dưỡng ảnh hưởng đến năng suất lâu dài và cân bằng carbon của hệ sinh thái trên cạn, nhưng hiểu biết về ảnh hưởng của sự gia tăng CO2 đến tính khả dụng của cation trong đất vẫn còn hạn chế. Trong nghiên cứu này, chúng tôi trình bày bằng chứng cho một cơ chế mới về sự gia tăng CO2 giúp giải phóng cation từ đất trong hệ thống canh tác lúa. CO2 tăng cao đã làm tăng phân bổ carbon hữu cơ dưới đất và sự bài tiết H+ từ rễ, đồng thời kích thích hô hấp của rễ và vi sinh vật, làm giảm tiềm năng redox của đất và gia tăng nồng độ Fe2+ và Mn2+ trong dung dịch đất. Sự gia tăng H+, Fe2+, và Mn2+ đã thúc đẩy sự giải phóng Ca2+ và Mg2+ từ các vị trí trao đổi cation trong đất. Những kết quả này chỉ ra rằng trong ngắn hạn, CO2 tăng cao có thể thúc đẩy sự giải phóng cation từ đất và tăng cường sự phát triển của thực vật. Tuy nhiên, trong dài hạn, sự giải phóng cation do CO2 gây ra có thể thúc đẩy sự mất cation và axit hóa đất, ảnh hưởng tiêu cực đến năng suất của các hệ sinh thái trên cạn.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1029/2000GB001278

10.1038/nature06045

10.1023/A:1006065620344

10.1038/370047a0

10.1126/science.284.5417.1177

10.1111/j.1365-3040.1995.tb00630.x

10.1038/nature02707

10.1023/B:BIOG.0000025743.34079.d3

Harinarayan C.V., 2004, High prevalence of low dietary calcium and low vitamin D status in healthy south Indians, Asia Pac. J. Clin. Nutr., 13, 359

10.1023/A:1022371130939

10.1038/35051576

10.1038/41550

10.1126/science.1091390

10.1016/S0038-0717(00)00236-4

Kennedy M.J., 1998, Changing sources of base cations during ecosystem development, Hawaiian Islands, Geology, 26, 1015, 10.1130/0091-7613(1998)026<1015:CSOBCD>2.3.CO;2

10.1016/S0065-2113(02)77017-X

10.1890/1051-0761(2000)010[1590:BRTCE]2.0.CO;2

10.1038/378162a0

10.1023/A:1005984620681

10.1016/S0169-5347(02)02587-9

10.1126/science.1114722

10.1128/9781555818098

10.1641/0006-3568(2004)054[0731:PNLOER]2.0.CO;2

10.1038/35071052

10.1579/0044-7447-31.5.445

10.1111/j.1365-2486.2007.01452.x

10.1016/j.envexpbot.2005.04.004

Ponnamperuma F.N., 1978, Soils and Rice, 420

10.1038/nature04486

10.1097/00010694-200412000-00002

Schlesinger W.H., 1997, Biogeochemistry : An Analysis of Global Change

Soil‐Survey‐Staff, 2006, Keys to Soil Taxonomy

10.1023/A:1004213006295

Stumm W., 1981, Aquatic Chemistry: An Introduction Emphasizing Chemical Equilibria in Natural Waters

10.1179/146532806X90556

10.1023/A:1026069927380

USDA‐NRCS(2005).Global Soil Regions Map. Available at:http://soils.usda.gov/use/worldsoils/mapindex/order.html.USDA‐NRCS Lincoln NE USA.

10.1029/2002GB001925

10.1029/2004GB002233

10.1093/oso/9780195097450.001.0001

10.1111/j.1365-2486.2006.01199.x

Thông tin
Thông tin xuất bản

Ecology Letters

Tập 13 Số 3

284-291

Thông tin tác giả