為科學(xué)回答未來青藏高原凍土區(qū)是碳源還是碳匯，成都山地所常瑞英博士及合作者在青藏高原長期開展增溫實(shí)驗，比較了不同情境下土壤有機(jī)碳濃度、儲量及土壤礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳來源及14C年齡的變化并取得了新進(jìn)展。
青藏高原是世界最大的高山凍土區(qū)，約占北半球高山凍土總面積的75%。由于幅遠(yuǎn)廣闊加之常年低溫，青藏高原凍土是我國重要的陸地有機(jī)碳庫。作為全球變暖最敏感的區(qū)域之一，青藏高原凍土區(qū)氣溫變暖速率約是全球平均值的2倍。顯著的氣候變暖一方面可以促進(jìn)凍土區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)的微生物分解，另一方面亦可以增加生態(tài)系統(tǒng)初級生產(chǎn)力以及植物源有機(jī)碳的地下輸入。凍土有機(jī)質(zhì)分解損失和輸入累積之間的平衡決定了碳循環(huán)對未來氣候的正負(fù)反饋效應(yīng)。當(dāng)前亟需回答的一個關(guān)鍵問題是：未來青藏高原凍土區(qū)是碳源還是碳匯。為此，成都山地所常瑞英博士及合作者在青藏高原一處典型草甸（海拔4750 m）開展了長達(dá)6年的增溫實(shí)驗，比較了增溫2°C和4°C情境下不同增溫時間（3年和6年）土壤有機(jī)碳濃度、儲量及土壤礦物結(jié)合態(tài)（團(tuán)聚體和黏粉粒）有機(jī)碳來源及14C年齡的變化。研究發(fā)現(xiàn)，短期（3年）增溫對凍土有機(jī)碳濃度和儲量影響不大，長期（6年）增溫顯著提高土壤有機(jī)碳濃度和儲量。增加的土壤有機(jī)質(zhì)主要來自于土壤團(tuán)聚體包裹和黏粉粒結(jié)合的植物源有機(jī)質(zhì)。研究同時發(fā)現(xiàn)，植物源有機(jī)質(zhì)的輸入促進(jìn)了土壤中老碳的分解，這部分老碳極可能來自于傳統(tǒng)理論假定的穩(wěn)定性土壤有機(jī)質(zhì)組分—土壤礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)質(zhì)。
上述研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、中國科學(xué)院青促會等項目的資助。研究成果在線發(fā)表于土壤學(xué)期刊Soil Biology and Biochemistry上。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.108074
增溫影響土壤碳積累機(jī)制概念圖