巨型芒草碳汇最大黑幕曝光：地上部分竟吞掉近7成，氮肥是推手！

摘要：利用相对生物量池及其积累的近似值，绘制无性系多年生作物巨型芒草（Miscanthus × giganteus，M×g）净初级生产力（NPP）的生长与分配概念图。图示为第三年生长季中本研究采用的初始采样点与峰值采样点近似时间（示意用途）。

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利用相对生物量池及其积累的近似值，绘制无性系多年生作物巨型芒草（Miscanthus × giganteus，M×g）净初级生产力（NPP）的生长与分配概念图。图示为第三年生长季中本研究采用的初始采样点与峰值采样点近似时间（示意用途）。

在全球寻求“碳中和”路径的背景下，巨型芒草（Miscanthus × giganteus, M×g）等生物质作物被寄予厚望。它们不仅是潜在的生物能源来源，更被视为重要的农业碳汇。然而，如何准确计算它们的“碳账本”——即净初级生产力（NPP），一直是科学界难题。美国先进生物能源与生物产品创新中心（CABBI）的最新研究发现，决定巨型芒草净初级生产力变异性的关键，主要在于其地上部分的生产力，而非地下。这一发现同时受到氮肥施用和种植地点的显著影响。

分析人士指出，这项成果为构建更精确的农业生态系统模型提供了关键数据。 同时，它也为未来如何科学地对多年生植物的地下部分进行采样供了重要洞见，并将有助于科学界深化对这种多年生草本植物碳封存潜力的整体理解。

过去，对地下根茎生物量的估算一直是该领域研究的难点和不确定性来源。因此，该研究团队旨在通过直接测量，精准评估巨型芒草的净初级生产力，并系统性地分析氮肥施用、地理位置差异以及不同的根茎生物量采集方法会带来怎样的影响。

为了更精确地量化巨型芒草地上及地下部分的碳吸收量，CABBI的研究团队设计了一项多点实验。他们选取了三个不同的种植地点，设置了三种不同的氮肥施用方案，并通过在生长季的两个关键时间点，分别对地上和地下生物量进行采样，最终计算出了成熟期巨型芒草的净初级生产力。

研究结果清晰地量化了这种作物的生长模式。数据显示，巨型芒草的地上部分净初级生产力范围为每年每公顷15.4至36.4吨干物质；相比之下，地下部分的净初级生产力范围为每年每公顷4.4至19.6吨干物质。数据证实，地上部分的净初级生产力（即通常所说的“产量”）平均占到了总净初级生产力的68.7%。

此外，研究还揭示了施肥对植物生长策略的影响。在生物量达到峰值时，作物的根冠比（Root:shoot ratio）随着氮肥施用量的增加而显著降低——在0氮处理区，该平均值为1.9，而在施用了高量氮肥的224氮处理区，该数值降至0.89。这表明，氮素的输入改变了植物在根系和地上茎叶间的资源分配。

总体而言，这些结果表明，成熟巨型芒草净初级生产力的变化范围，是由其地上部分的生产力驱动的，并受到氮素施用量和立地条件的直接影响。研究结果不仅为约束现有的农业生态系统模型提供了宝贵数据，也为未来针对多年生植物的地下采样研究提供了关键启示。 分析认为，这些估算值将极大提升巨型芒草在农业生态系统模型中的表征精度。