中科院植物所揭示冻土碳分解及其温度敏感性调控机制

2016-10-19 15:15 来源: 科学网
收藏到BLOG

   记者从中国科学院植物研究所获悉,该所研究员杨元合研究组基于对青藏高原多年冻土区在2013至2014年连续两年的大范围采样,结合室内恒温、变温培养以及碳分解模型等多种手段,揭示了青藏高原冻土碳分解及其温度敏感性的调控机制。相关成果于近日在线发表在《自然-通讯》和《全球生物地球化学循环》杂志上。

  研究人员发现,冻土层土壤碳释放速率与活动层相当甚至更快。活动层土壤碳释放速率主要受底物质量控制,而冻土层土壤碳释放速率则主要取决于微生物尤其是真菌的相对丰度。进一步研究表明,冻土区土壤碳分解温度敏感性不仅取决于底物质量,同时也受到了土壤pH等环境因素的显著影响。这一结果并不支持早期学术界关于“底物质量是维持土壤碳稳定性的主要机制”的传统认识。

  该项研究揭示了冻土层与活动层土壤碳分解调控因素的差异,阐明了冻土区土壤碳分解温度敏感性与底物、环境、微生物属性之间的关联,相关研究结果为发展地球系统模型提供了重要启示,对认识冻土碳循环特征及其与气候变暖之间的反馈关系具有重要意义。

  据了解,冻土分布区储存着大量有机碳,其碳库大小超过全球土壤碳库的1/2。同时,冻土区气温在以超过全球平均值2倍的速率持续上升。显著的气候变暖可能使得冻土中储存的大量碳被微生物分解释放,进而导致碳循环与气候变暖之间的正反馈。在此背景下,冻土碳循环成为近年来全球变化研究中广泛关注的焦点问题。

  然而,目前学术界对于冻土碳释放速率及其与气候变暖反馈关系的认识还存在很大不确定性。冻土层与活动层土壤碳分解的调控因素是否相同、冻土分布区土壤碳分解的温度敏感性是否仅取决于底物质量等基本问题还没有得到解决。