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          1. 科研進展

            重點實驗室揭示土地利用變化后土壤有機碳動態與氣候因子的關聯性
            2015/02/06 | 來源:| 【字號: 】【打印】【關閉

            土壤有機碳庫(15002300Pg)是全球陸地表層系統中最大的碳庫,約是大氣碳庫的2倍、陸地植被碳庫的23倍。土壤有機碳庫很小的變動都有可能會對大氣CO2濃度及碳平衡產生重要影響。因此,土壤有機碳對氣候變化的響應是科學界目前關注的焦點問題。雖然理論和模型預測,氣溫的升高可能會加快土壤有機碳的分解,但由于一些觀測研究的結果并不支持這一預測從而引起激烈爭議。特別是GiardinaRyan2000年發表在Nature上的結果,被當成土壤有機碳分解對溫度并不敏感的經典證據而被廣泛引用。 

              毀林或森林恢復引起的C3植被和C4植被之間的轉換會導致土壤有機碳穩定同位素信號的改變,因而這類生態系統為探討土壤有機碳動態沿氣候梯度的變化提供了獨特的材料。中科院武漢植物園系統生態學課題組的研究人員利用秦嶺地區由C4植被轉為C3植被的棄耕地,以及全球其它地區發生了C3C4植被轉換的生態系統,通過穩定同位素分析,首次揭示了土地利用變化后土壤有機碳動態與氣候因子的關聯性。研究發現,土壤有機碳的分解速率隨年均溫、年均降水量的升高而上升,土壤有機碳的分解速率與年均溫存在指數關系。這一結果推翻了GiardinaRyan的研究結論,提示全球變暖會導致土壤有機碳分解的加快。研究人員指出GiardinaRyan的研究產生偏差的主要原因是未考慮土壤采樣深度和土地利用變化類型。此外,研究人員還建立了土地利用變化后“新碳”(來源于新植被)與“舊碳”(土地利用變化前原有碳)比例變化的經驗方程,并基于經驗方程,估算出毀林和森林恢復后土壤有機碳來源發生轉換的時間分別為43.4年和45.4年。 

              該研究結果在線發表于Global Change Biology (doi: 10.1111/gcb.12886)。張克榮副研究員為論文第一作者,張全發研究員、程曉莉研究員為論文通訊作者。研究得到了國家自然科學基金(31200340, 31470499 & 31130010)、中國科學院戰略性先導科技專項(“碳專項”,XDA05060500)和國家科技支撐計劃(2011BAD31B02)資助。 

             

              土壤有機碳分解速率與年均溫及年均降水量的關系 

             

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