研究揭示土壤碳对气候变化的响应机制
2023-07-11
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土壤碳库是地球陆地生态系统中最大的碳库，其碳储量约为大气碳库的3倍、陆地植被碳库的2.5倍。土壤碳库及其动态变化作为影响大气二氧化碳浓度的重要生态过程，一直受到研究界的关注。4月，《微生物学趋势》（Trends in Microbiology）与《全球生物地球化学循环》（Global
Biogeochemical Cycles）先后发表文章探讨了气候变化背景下土壤碳库的动态响应。
随着气候变化，干旱变得越来越频繁而剧烈。而植物与微生物对干旱的响应，可能会影响到土壤中储存的大量有机碳。4月12日，《微生物学趋势》发表题为《微生物抗旱性可能破坏土壤碳的稳定性》（Microbial Drought Resistance May
Destabilize Soil Carbon）的文章指出，如果土壤微生物对未来干旱的适应过程快于植物，将会影响到土壤健康和未来的温室气体水平。来自美国加州大学欧文分校的科研人员研究发现，土壤微生物通过生理适应、群落迁移及其组成的变化与进化适应等方式来应对干旱。生理适应使微生物能够在几分钟到几天内适应干旱，群落迁移及其组成的变化可以使微生物群在干旱的情况下保持功能，微生物也可能通过进化过程适应更干燥的条件。这些机制加在一起，如果释放碳的微生物存活能力高于吸收碳的微生物，最终可能导致土壤碳枯竭，这将对植物生产力和未来的温室气体水平产生严重的负面影响。研究人员指出，未来需要进一步研究干旱如何影响不同生态系统中的土壤碳变化。
热带森林储存了全球土壤碳的25%~40%，以往针对热带森林气候干燥状况的预测应用的生态系统模型参数化程度较低，不利于对森林与气候相互作用的预测。4月13日，《全球生物地球化学循环》发表题为《四种热带森林土壤呼吸对隔离降雨的响应与土壤湿度变化解耦，揭示了生态系统模式的过程》（Soil Respiration Responses to Throughfall Exclusion Are Decoupled From Changes in Soil Moisture for Four Tropical Forests, Suggesting Processes for Ecosystem Models）的文章指出，气候变化将影响热带森林的碳储存能力。美国科罗拉多州立大学领衔的研究，应用了模型-实验综合方法，利用热带森林观测数据对生态系统模型进行参数化，测量了2015—2022年自然季节性干燥和长期人工降雨截留对热带森林碳通量的影响。研究结果表明，气候变化会引起热带森林持续干燥，使更肥沃、更潮湿的热带森林的二氧化碳释放量增加，而使更干燥的热带森林中的二氧化碳通量减少。
来源及作者：中国科学院兰州文献情报中心《气候变化科学动态监测快报》2023年09期，裴惠娟 编译.
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