溫度升高會通過影響碳輸入與分解以及碳庫的穩(wěn)定性進(jìn)而影響陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)過程。雖然已有的研究多表明增溫會降低土壤有機(jī)碳庫的大小,但是增溫效應(yīng)的方向和幅度仍存在很大的不確定性,內(nèi)在驅(qū)動機(jī)制也不清晰,制約了對陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程響應(yīng)未來氣候變化的可預(yù)測性。
中國科學(xué)院華南植物園恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)基于日本廣島的長期土壤增溫野外控制實(shí)驗(yàn)平臺(>10年),系統(tǒng)地研究了長期土壤增溫對東亞季風(fēng)林土壤有機(jī)碳庫大小、結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的影響,從微生物轉(zhuǎn)化和礦物保護(hù)的角度探究了增溫影響土壤有機(jī)碳庫的生態(tài)學(xué)機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn),10年的持續(xù)溫顯著增加了0-10cm土壤有機(jī)碳含量,增溫導(dǎo)致土壤有機(jī)碳含量的增加主要來自植物,植物來源碳(木質(zhì)素和酚類物質(zhì))增加60%;而微生物的貢獻(xiàn)較低,微生物來源碳(氨基糖)降低27%。增溫對土壤有機(jī)碳庫穩(wěn)定性的影響整體不顯著。研究結(jié)果表明,在溫度升高的背景下,東亞季風(fēng)林土壤仍可以持續(xù)固持有機(jī)碳。該研究結(jié)果與其它區(qū)域的不一致性也指出未來亟須加強(qiáng)不同生物區(qū)系的對比研究,深入探究植物來源碳和微生物來源碳調(diào)控土壤有機(jī)碳庫響應(yīng)溫度升高的規(guī)律和驅(qū)動機(jī)制。
相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Plant and Soil 上,華南植物園張靜助理研究員為論文第一作者,劉占鋒研究員和日本國立環(huán)境研究所梁乃申研究員為論文共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金和廣州市科技計(jì)劃的資助與支持。
論文鏈接:https://doi.org/10.1007/s11104-022-05642-8
圖2. 長期增溫影響土壤有機(jī)碳含量和組成的微生物轉(zhuǎn)化和礦物保護(hù)途徑
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