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邹建文课题组在陆地表层碳氮过程与全球变化研究领域取得重要进展

发布时间:2020-05-14 点击次数:

大气二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等是引起全球变暖的三大主要温室气体。自工业革命以来,大气温室气体浓度增加引起的全球近地表温度平均升高了0.8-1.2℃,国际社会正致力于到本世纪末将温度增加控制在1.5-2.0℃以内。陆地生态系统碳氮生物地球化学循环在全球变化中扮演着重要角色,温度升高驱动着陆地生态系统碳氮循环过程,形成两者的响应和反馈效应。一方面,温度升高会促进陆地生态系统光合产物积累、增加陆地生态系统碳库储量,形成对气候变化的负反馈效应,减缓温室效应。另一方面,温度升高又会加速土壤有机碳的分解、促进陆地生态系统甲烷和氧化亚氮等温室气体排放,形成对气候变化的正反馈效应,加剧温室效应。因此,陆地生态系统对温度升高的响应强度和反馈效应成为近年来全球变化研究领域的前沿热点问题。

近日,外围投注邹建文教授课题组通过对全球1845组原位观测资料的集成与大数据分析,在陆地生态系统碳氮温室气体排放对温度升高的响应和反馈研究取得重要进展。研究结果以“Increased soil release of greenhouse gases shrinks terrestrial carbon uptake enhancement under warming”为题于5月13日发表在全球变化研究领域顶级期刊《全球变化生物学》Global Change Biology上。课题组刘树伟博士和博士生郑雅晶为论文共同第一作者,邹建文教授和刘树伟博士为共同通讯作者,课题组成员、十大外围投注平台李兆富教授和美国生态学会亚洲分会主席、北亚利桑那大学(Northern Arizona University)骆亦其教授参与了该项研究。

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研究发现,在全球平均1.5°C的升温强度下,陆地生态系统温室气体甲烷和氧化亚氮的年排放量增加了18.4亿吨二氧化碳当量,伴随着土壤有机碳库损失消耗、减少了16.0亿吨二氧化碳当量,相当于每年陆地生态系统植被和土壤固碳总增量(222.5亿吨二氧化碳当量)的8.3%。因此,全球1.5°C温度升高引起的土壤温室气体排放一定程度上削弱了陆地生态系统的固碳效应,但陆地生态系统总体上还是扮演“碳汇”的角色。论文共同第一作者和通讯作者刘树伟博士介绍称:“综合对不同增温方式的比较研究发现,增温其实并不一定会导致土壤碳库的大量消耗、形成对气候变化的正反馈效应和加剧温室效应,这要取决于增温方式和强度,相对于土壤增温所引起的有机碳库的快速消耗,地上部分冠层增温并不会明显减少土壤碳库储量。”因此,以往完全基于土壤增温模拟试验观测研究方法得出的研究结论可能存在一定的片面性和局限性。

陆地生态系统碳氮过程对增温响应和反馈概念图

据了解,邹建文教授课题组主要从事陆地表层碳氮过程与全球变化研究。该方向是农业资源与环境“双一流”建设学科的5个主干研究方向之一。该方向有关农田土壤温室气体排放观测与模型研究成果曾先后获得江苏省科技一等奖和教育部自然科学一等奖。近年来,该课题组有关土壤温室气体排放对气候变化的响应和反馈研究取得新进展,在国家自然科学基金项目、973项目、国家重点研发计划项目以及人才项目等资助下,相关结果相继在Ecology Letters,Global Change Biology,Environmental Science & Technology等期刊上发表了数篇论文。

全文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/gcb.15156

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