物質(zhì)元素的輸入和輸出不僅是維持生態(tài)系統(tǒng)自身運(yùn)轉(zhuǎn)和發(fā)展的需要，也是實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)功能的具體體現(xiàn)。因此，物質(zhì)元素留存時(shí)間是評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定性的重要依據(jù)，受生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部自組織和外部環(huán)境因素雙重調(diào)控。目前，有關(guān)計(jì)算森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)元素的留存時(shí)間報(bào)道較少。
中科院華南植物園鼎湖山站陳洋博士在閆俊華研究員、王應(yīng)平研究員的指導(dǎo)下，基于中國(guó)碳專(zhuān)項(xiàng)127個(gè)典型森林樣地調(diào)查數(shù)據(jù)，結(jié)合GOLUM-CNP循環(huán)模型，估算了生態(tài)系統(tǒng)碳氮磷留存時(shí)間，分析了生態(tài)系統(tǒng)碳氮磷留存時(shí)間與環(huán)境因子的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)調(diào)控森林生態(tài)系統(tǒng)碳氮磷留存時(shí)間的外部環(huán)境要素主要是氣溫（圖1），總體表現(xiàn)出隨最冷月平均最低溫（Tmin）升高而留存時(shí)間呈現(xiàn)減少的規(guī)律。溫帶森林和亞熱帶常綠森林碳磷留存時(shí)間隨Tmin變化的規(guī)律不同（圖2），這與兩個(gè)氣候帶森林生長(zhǎng)的季相變化有關(guān)。該研究首次利用創(chuàng)新方法計(jì)算了我國(guó)典型森林生態(tài)系統(tǒng)碳氮磷留存時(shí)間，有助于理解森林生態(tài)系統(tǒng)碳氮磷周轉(zhuǎn)對(duì)環(huán)境因子的響應(yīng)，可為碳氮磷循環(huán)模型改進(jìn)等研究工作提供依據(jù)。
相關(guān)研究結(jié)果已近期以“Temperature dependence of ecosystem carbon, nitrogen and phosphorus residence times differs between subtropical and temperate forests in China ”為題發(fā)表在國(guó)際林學(xué)top期刊Agricultural and Forest Meteorology（《農(nóng)業(yè)與森林氣象學(xué)》）（IF = 6.42）上。中科院華南植物園陳洋博士為論文的第一作者，閆俊華研究員為通訊作者。該研究得到國(guó)家杰出青年基金項(xiàng)目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)等項(xiàng)目的資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2022.109165
圖1. 氣候、植被、土壤、地形因子對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)碳氮磷留存時(shí)間的影響
圖2. 森林生態(tài)系統(tǒng)碳氮磷留存時(shí)間與最冷月平均最低溫的關(guān)系
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