深層土壤對氣候變化響應或存滯后效應

日前,浙江大學生命科學學院程磊教授實驗室提出了深層土壤對氣候變化響應存在滯后效應的設想。該成果以技術評論的形式,于2018年2月23日刊登在國際學術期刊《科學》雜志上。

氣候與土壤,一個“天”一個“地”,兩者的聯系涉及一個十分重要的科學問題——全球碳循環。

在陸地生態系統中,全球土壤有機碳作為地球系統中最大的活性碳庫,其碳儲量是大氣的3～4倍。土壤是否為氣候變暖的“減緩器”,這在科學界一直存在爭論。

很多科學家認為,闡明氣候變化條件下土壤(特別是整層土壤)有機碳分解的微生物學機制,對更準確預測未來大氣中二氧化碳濃度及氣候變化,以及人類如何應對全球氣候變化具有重大的科學意義。

浙大程磊實驗室在《科學》發表封面文章提出,深層土壤CO2產生對氣候變化響應的理論基礎與理論分析仍然值得進一步探討。

實驗室研究認為,由于全球氣候系統處于動態變化之中,同時受土壤熱傳導率及土壤厚度等影響,導致底層土壤溫度變化相對于表層土壤存在滯后效應。

Q10值是反映土壤微生物呼吸對溫度敏感性的物理量,其定義是溫度每上升10℃土壤微生物呼吸上升的倍數。Q10的數值是各種預測氣候變化的生態模型中一個非常重要的參數。

實驗室在研究中提出對Q10的計算方法進行改進,提出通過一個廣義線性模型來計算并分析深層土壤二氧化碳產生的溫度敏感性,進而解決了由于實驗觀測數據變異所導致的溫度敏感性計算大幅偏離理論值的困擾。

實驗室相關研究人員表示,這將有助于更精確揭示深層土壤對氣候變化的響應強度,對于氣候變化模型將深層土壤納入考慮以預測未來氣候變化有著重要的指導意義。