近日,南京林业大学阮宏华教授团队在Global Change Biology发表题为“Warming Amplifies Responses of Soil Organic Carbon to Multiple Global Change Drivers”的研究成果。南京林业大学生态与环境学院青年教师孙源为第一作者,阮宏华教授、Han Y. H. Chen教授和Manuel Delgado-Baquerizo教授为论文共同通讯作者。
土壤有机碳(SOC)作为全球最大的陆地碳库,在气候调节中具有关键作用。尽管全球变暖是气候变化的明确特征,但其与其他全球变化因子(二氧化碳升高、氮添加和干旱)对SOC的交互影响仍存争议。早期研究因数据有限且未充分考虑处理强度、持续时间及环境背景的影响,导致对升温交互作用的结论不一致。本研究通过整合363项研究的2349对观测数据,基于限制因子理论,提出以下假设:(1)升温会放大SOC对二氧化碳升高、氮添加和干旱的响应;(2)这些响应受处理强度、持续时间及生态系统类型、气候、土壤质地和初始SOC含量等环境因素的调节。通过系统验证这些假设,本研究为准确预测全球变化下的土壤碳动态提供了新认识。
研究发现升温和干旱分别显著降低SOC含量7.2%和6.7%,而二氧化碳升高和氮添加则分别增加SOC含量6.3%和5.7%。在复合处理中,升温与二氧化碳升高、升温与氮添加均表现出显著协同效应,分别提升SOC 15.1%和19.9%;而升温与干旱复合使SOC降低22.8%。证实升温与所有其他因子均产生协同效应,而其他因子间主要表现为加和效应。同时,升温和干旱的负效应随强度与时间增加而增强,而二氧化碳升高和氮添加的正效应则随之加强。较高的初始SOC含量能够缓解升温和干旱造成的碳损失,但会抑制二氧化碳升高和氮添加的增益效果。这些结果系统揭示了升温作为关键放大器在全球变化驱动SOC动态中的核心作用。
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