研究發現長期增溫促進南亞熱帶森林碳匯功能

中國科學院華南植物園研究員劉菊秀團隊利用廣東鼎湖山森林生態系統國家野外科學觀測研究站（以下簡稱鼎湖山站）的長期野外自然增溫實驗平臺，研究發現了長期增溫促進了南亞熱帶森林碳匯功能。近日，相關成果發表于《全球變化生物學》。

 

未來氣候變暖下陸地生態系統碳庫變化及其對氣候的反饋是目前人類十分關心的問題。熱帶和亞熱帶森林儲存了陸地三分之二的植被碳和三分之一的土壤碳，在陸地生態系統碳循環中具有重要的作用，對氣候變暖的響應顯著地影響未來氣候變化的方向和強度。然而，熱帶和亞熱帶森林碳動態對未來氣候變暖的響應方向和強度仍然未知，是地球系統模型預測不確定性的主要來源。

 

該研究利用鼎湖山站的長期野外自然增溫實驗平臺，研究了南亞熱帶森林生態系統碳動態對長期增溫的響應模式及驅動機制。研究發現，在增溫2.1℃下，南亞熱帶森林生態系統碳儲量在短期增溫下（1-2年）降低3.8%，但在長期增溫下增加13.4%。生態系統碳儲量隨增溫持續時間的相反變化主要是由于植物和土壤碳動態對長期增溫的異步響應與適應引起的。短期增溫同時促進了植物的生長和土壤呼吸，但由于更高的土壤呼吸碳排放，森林生態系統碳儲量降低。長期增溫下，由于養分供給的緩解和植物的生理適應，植物仍能維持高的碳封存能力；同時由于土壤微生物的熱適應和土壤水分含量降低時土壤碳損失減弱以及植物碳輸入的增加使土壤有機碳庫保持穩定，因而生態系統碳儲量增加。

 

研究結果表明，亞熱帶森林，特別是那些相對年輕的森林，能夠在未來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增溫的響應與適應存在異步性，以往僅對土壤或植物增溫的研究結果可能會造成對森林生態系統碳匯功能預測的偏差估計。

 

論文共同第一作者、中國科學院華南植物園在站博士后劉旭軍表示，該研究結果提高了人們對熱帶和亞熱帶森林生態系統碳動態對長期增溫的響應的理解，為地球系統模型的優化提供了一定的見解，同時為氣候緩解政策的制定提供了科學依據。