研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期增溫促進(jìn)南亞熱帶森林碳匯功能

中國(guó)科學(xué)院華南植物園研究員劉菊秀團(tuán)隊(duì)利用廣東鼎湖山森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站（以下簡(jiǎn)稱鼎湖山站）的長(zhǎng)期野外自然增溫實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研究發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)期增溫促進(jìn)了南亞熱帶森林碳匯功能。近日，相關(guān)成果發(fā)表于《全球變化生物學(xué)》。

 

未來(lái)氣候變暖下陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)變化及其對(duì)氣候的反饋是目前人類十分關(guān)心的問題。熱帶和亞熱帶森林儲(chǔ)存了陸地三分之二的植被碳和三分之一的土壤碳，在陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中具有重要的作用，對(duì)氣候變暖的響應(yīng)顯著地影響未來(lái)氣候變化的方向和強(qiáng)度。然而，熱帶和亞熱帶森林碳動(dòng)態(tài)對(duì)未來(lái)氣候變暖的響應(yīng)方向和強(qiáng)度仍然未知，是地球系統(tǒng)模型預(yù)測(cè)不確定性的主要來(lái)源。

 

該研究利用鼎湖山站的長(zhǎng)期野外自然增溫實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研究了南亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)碳動(dòng)態(tài)對(duì)長(zhǎng)期增溫的響應(yīng)模式及驅(qū)動(dòng)機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，在增溫2.1℃下，南亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量在短期增溫下（1-2年）降低3.8%，但在長(zhǎng)期增溫下增加13.4%。生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量隨增溫持續(xù)時(shí)間的相反變化主要是由于植物和土壤碳動(dòng)態(tài)對(duì)長(zhǎng)期增溫的異步響應(yīng)與適應(yīng)引起的。短期增溫同時(shí)促進(jìn)了植物的生長(zhǎng)和土壤呼吸，但由于更高的土壤呼吸碳排放，森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量降低。長(zhǎng)期增溫下，由于養(yǎng)分供給的緩解和植物的生理適應(yīng)，植物仍能維持高的碳封存能力；同時(shí)由于土壤微生物的熱適應(yīng)和土壤水分含量降低時(shí)土壤碳損失減弱以及植物碳輸入的增加使土壤有機(jī)碳庫(kù)保持穩(wěn)定，因而生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量增加。

 

研究結(jié)果表明，亞熱帶森林，特別是那些相對(duì)年輕的森林，能夠在未來(lái)適度氣候變暖的情況下仍能具有高的碳匯功能。由于植物和土壤碳過程對(duì)增溫的響應(yīng)與適應(yīng)存在異步性，以往僅對(duì)土壤或植物增溫的研究結(jié)果可能會(huì)造成對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能預(yù)測(cè)的偏差估計(jì)。

 

論文共同第一作者、中國(guó)科學(xué)院華南植物園在站博士后劉旭軍表示，該研究結(jié)果提高了人們對(duì)熱帶和亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)碳動(dòng)態(tài)對(duì)長(zhǎng)期增溫的響應(yīng)的理解，為地球系統(tǒng)模型的優(yōu)化提供了一定的見解，同時(shí)為氣候緩解政策的制定提供了科學(xué)依據(jù)。