| 王思羽,杜华清,乔舜奕,李子龙,曹荻凡,任国华.大气CO2浓度升高对植物及土壤氮素影响的Meta分析[J].农业环境科学学报,2026,45(9):2231-2242. |
| 大气CO2浓度升高对植物及土壤氮素影响的Meta分析 |
| Meta-analysis of the effects of elevated atmospheric CO2 concentration on plant and soil nitrogen |
| 投稿时间：2025-10-20 |
| DOI：10.11654/jaes.2025-0943 |
| 中文关键词: CO2浓度升高 土壤氮素 植物氮素 氮肥管理措施 Meta分析 |
| 英文关键词: CO2 concentration increases soil nitrogen plant nitrogen nitrogen fertilizer management measures Meta-analysis |
| 基金项目:国家重点研发计划项目（2022YFF1302803）；山西省现代农业产业技术体系建设专项资金（2025MC-06-01） |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 王思羽 | 山西农业大学草业学院, 山西 太谷 030801
农业农村部饲草高效生产模式创新重点实验室, 山西 太谷 030801
草地生态保护与乡土草种质创新山西省重点实验室, 山西 太谷 030801 | | | 杜华清 | 山西农业大学草业学院, 山西 太谷 030801
农业农村部饲草高效生产模式创新重点实验室, 山西 太谷 030801
草地生态保护与乡土草种质创新山西省重点实验室, 山西 太谷 030801 | | | 乔舜奕 | 山西农业大学草业学院, 山西 太谷 030801
农业农村部饲草高效生产模式创新重点实验室, 山西 太谷 030801
草地生态保护与乡土草种质创新山西省重点实验室, 山西 太谷 030801 | | | 李子龙 | 山西农业大学草业学院, 山西 太谷 030801
农业农村部饲草高效生产模式创新重点实验室, 山西 太谷 030801
草地生态保护与乡土草种质创新山西省重点实验室, 山西 太谷 030801 | | | 曹荻凡 | 山西农业大学草业学院, 山西 太谷 030801
农业农村部饲草高效生产模式创新重点实验室, 山西 太谷 030801
草地生态保护与乡土草种质创新山西省重点实验室, 山西 太谷 030801 | | | 任国华 | 山西农业大学草业学院, 山西 太谷 030801
农业农村部饲草高效生产模式创新重点实验室, 山西 太谷 030801
草地生态保护与乡土草种质创新山西省重点实验室, 山西 太谷 030801 | rengh07@126.com |
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| 中文摘要: |
| 为系统评估CO2浓度升高对植物生长发育及土壤氮素有效性的影响，本研究基于43篇中英文文献的3 607组样本进行Meta分析，量化不同CO2浓度与氮肥管理措施下植物-土壤氮素的响应特征。结果表明：CO2浓度升高对不同土地利用类型土壤表层（0~20 cm）NH+4-N含量的影响存在差异，其中旱田土壤在CO2浓度>700 μmol·mol-1时NH+4-N增幅达22%，而NO-3-N含量普遍降低25%；CO2浓度在500~700 μmol·mol-1范围内，湿地植物与旱地植物的氮素吸收量分别增加19%和14%，氮素利用效率分别提高6%和2%，超过700 μmol·mol-1时促进作用减弱；施氮梯度显著调控植株氮含量响应，适量施氮（150~300 kg·hm-2）可缓解高CO2对植株氮含量的抑制效应，而施氮不足（<150 kg·hm-2）或过量（>300 kg·hm-2）均导致植株氮含量下降。研究揭示，植物与土壤氮素对CO2浓度升高的响应受植物类型、施氮水平及试验条件共同调控，未来需结合多要素综合研究制定差异化农业适应策略。 |
| 英文摘要: |
| To systematically assess the effects of elevated CO2 concentrations on plant growth and development as well as soil nitrogen availability, this study conducted a Meta-analysis of 3 607 observations extracted from 43 Chinese and English publications. The analysis quantified plant-soil nitrogen responses under varying CO2 levels and nitrogen fertilizer management regimes. The results indicate that the effects of elevated CO2 concentration on NH+4-N content in the surface layers（0-20 cm）of different landuse types were different. In upland soils, NH+4-N increased by 22% when CO2 concentrations exceeded 700 μmol·mol-1, whereas NO-3-N concentrations generally declined by 25%. When CO2 concentrations ranged from 500 to 700 μmol·mol-1, absorbing nitrogen amount by wetland and upland plants increased by 19% and 14%, respectively, while nitrogen use efficiency increased by 6% and 2%; these stimulatory effects weakened at concentrations above 700 μmol·mol-1. Nitrogen application rates strongly regulated plant nitrogen content responses：moderate fertilization（150-300 kg· hm-2）alleviated the suppressive effects of elevated CO2 on nitrogen content, while insufficient（<150 kg·hm-2）or excessive（>300 kg· hm-2）nitrogen inputs led to decreases in nitrogen content. The study revealed that the response of plant and soil nitrogen to elevated CO2 concentration was regulated by plant type, nitrogen application level and experimental conditions. In the future, it is necessary to combine multi-factor comprehensive research to formulate differentiated agricultural adaptation strategies. |
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