深层土壤对气候变化响应或存滞后效应

日前,浙江大学生命科学学院程磊教授实验室提出了深层土壤对气候变化响应存在滞后效应的设想。该成果以技术评论的形式,于2018年2月23日刊登在国际学术期刊《科学》杂志上。

气候与土壤,一个“天”一个“地”,两者的联系涉及一个十分重要的科学问题——全球碳循环。

在陆地生态系统中,全球土壤有机碳作为地球系统中最大的活性碳库,其碳储量是大气的3～4倍。土壤是否为气候变暖的“减缓器”,这在科学界一直存在争论。

很多科学家认为,阐明气候变化条件下土壤(特别是整层土壤)有机碳分解的微生物学机制,对更准确预测未来大气中二氧化碳浓度及气候变化,以及人类如何应对全球气候变化具有重大的科学意义。

浙大程磊实验室在《科学》发表封面文章提出,深层土壤CO2产生对气候变化响应的理论基础与理论分析仍然值得进一步探讨。

实验室研究认为,由于全球气候系统处于动态变化之中,同时受土壤热传导率及土壤厚度等影响,导致底层土壤温度变化相对于表层土壤存在滞后效应。

Q10值是反映土壤微生物呼吸对温度敏感性的物理量,其定义是温度每上升10℃土壤微生物呼吸上升的倍数。Q10的数值是各种预测气候变化的生态模型中一个非常重要的参数。

实验室在研究中提出对Q10的计算方法进行改进,提出通过一个广义线性模型来计算并分析深层土壤二氧化碳产生的温度敏感性,进而解决了由于实验观测数据变异所导致的温度敏感性计算大幅偏离理论值的困扰。

实验室相关研究人员表示,这将有助于更精确揭示深层土壤对气候变化的响应强度,对于气候变化模型将深层土壤纳入考虑以预测未来气候变化有着重要的指导意义。