華南植物園發(fā)現(xiàn)長期增溫促進(jìn)了南亞熱帶森林碳匯功能

       未來氣候變暖下陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫變化及其對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，對氣候變暖的響應(yīng)顯著地影響未來氣候變化的方向和強(qiáng)度。然而，熱帶和亞熱帶森林碳動態(tài)對未來氣候變暖的響應(yīng)方向和強(qiáng)度仍然未知，是地球系統(tǒng)模型預(yù)測不確定性的主要來源。
       基于此，鼎湖山站劉菊秀研究員團(tuán)隊，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(tài)系統(tǒng)碳動態(tài)對長期增溫的響應(yīng)模式及驅(qū)動機(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%（圖1）。生態(tài)系統(tǒng)碳儲量隨增溫持續(xù)時間的相反變化主要是由于植物和土壤碳動態(tài)對長期增溫的異步響應(yīng)與適應(yīng)引起的。短期增溫同時促進(jìn)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(tài)系統(tǒng)碳儲量降低。長期增溫下，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；同時由于土壤微生物的熱適應(yīng)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(jī)碳庫保持穩(wěn)定，因而生態(tài)系統(tǒng)碳儲量增加。
       研究結(jié)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(yīng)與適應(yīng)存在異步性，以往僅對土壤或植物增溫的研究結(jié)果可能會造成對森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能預(yù)測的偏差估計。本研究結(jié)果提高了人們對熱帶和亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)碳動態(tài)對長期增溫的響應(yīng)的理解，為地球系統(tǒng)模型的優(yōu)化提供了一定的見解，同時為氣候緩解政策的制定提供了科學(xué)依據(jù)。
       相關(guān)研究結(jié)果以“Long-term warming increased carbon sequestration capacity in a humid subtropical forest”為題于近期發(fā)表在生態(tài)學(xué)領(lǐng)域國際權(quán)威期刊Global Change Biology（《全球變化生物學(xué)》）（IF2022=11.6，生態(tài)學(xué)排名：4/171）上。中國科學(xué)院華南植物園在站博士后劉旭軍和列志旸副研究員為論文共同第一作者，劉菊秀研究員為論文的通訊作者。該研究得到了廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重點項目、國家自然學(xué)基金和廣州市科技計劃等項目資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1111/gcb.17072。
       該研究是該增溫實驗平臺發(fā)表在Global Change Biology期刊上的第5篇成果，之前的4篇文章分別從植物生理（https://doi.org/10.1111/gcb.15355）、養(yǎng)分氮（https://doi.org/10.1111/gcb.15432）、磷循環(huán)（ https://doi.org/10.1111/gcb.16194）和土壤微生物響應(yīng)（https://doi.org/10.1111/gcb.16541）等方面研究了南亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)對長期增溫的響應(yīng)與適應(yīng)機(jī)制。