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⚡ 绿色能源与节能环保科研进展

中国林业科学研究院揭示长期温和增温下森林土壤有机碳总量稳定但化学组成改变

💡这项突破是什么?

土壤作为陆地生态系统最大的碳库,其对气候变暖的响应长期存在学术争议,分歧主要源于实验条件、生态系统类型及观测时长的差异。针对“土壤碳库对增温是否稳定”这一核心科学问题,中国林科院森环森保所研究团队创新构建了“双维验证”体系:一方面,在暖温带(河南宝天曼)与南亚热带(广西友谊关)两个壳斗科树种为主的森林生态系统同步开展长达12年的野外土壤红外加热增温实验(平均增温1.21℃),突破了单一生态系统和短期观测的局限;另一方面,整合全球73项研究、222组森林增温实验数据开展荟萃分析,系统验证结论的普适性。揭示了长期增温下森林土壤碳库的响应规律与内在机制,为不同气候带森林实施差异化碳汇管理策略、全球变化背景下森林碳汇功能精准评估提供了关键科学依据。

研究发现,在《巴黎协定》控温目标范围内的温和增温(<2℃)条件下,森林土壤有机碳总量可长期保持稳定。荟萃分析进一步明确了关键阈值:仅当增温幅度超过2℃且持续超过12年时,土壤碳库才会出现显著损失。更为关键的是,尽管总碳储量未发生明显变化,增温已深刻改变了土壤有机碳的化学组成与稳定性机制——温带森林中矿物结合态碳减少、木质素分解加速,碳稳定性趋于降低;而亚热带森林则呈现难分解化合物积累特征,碳稳定性趋向增强。这种气候带分异的响应模式,揭示了土壤碳循环对增温的复杂适应机制,凸显了评估碳库“质量”与“稳定性”的重要性。

上述研究结果以“Mild Decade-Warming Shifts Soil Organic Carbon Composition Without Altering Total Stock in Temperate and Subtropical Forests”为题在生态学国际顶级期刊《Ecology Letters》发表。森环森保所已毕业博士杨予静为论文第一作者,王晖研究员为通讯作者,刘世荣院士、博士生王健,新西兰林业研究所薛建明研究员、Peter Clinton,河南大学刘彦春教授和热林中心陈琳、明安刚、田祖为研究员等为主要合作者。研究得到中国林科院基本科研业务费、国家自然科学基金项目和中国-新西兰气候变化与森林生态系统联合实验室等资助。(文:王晖)