中科院華南植物園博士魯顯楷和研究員莫江明，聯合美國斯坦福大學教授Peter M. Vitousek等人，發(fā)現長期氮沉降可促進熱帶森林捕獲大氣碳，并提出了土壤碳吸存假說。相關研究近日發(fā)表于美國《國家科學院院刊》。該研究首次提供了過量氮沉降促進熱帶“富氮”森林土壤有機碳積累的直接證據。
熱帶森林碳吸存在調節(jié)全球碳循環(huán)和緩和氣候變化中扮演著關鍵角色。傳統觀點認為自然條件下氮不是植物生長的限制因子，氮輸入增加也不會提升生態(tài)系統固碳能力。然而這種觀點并沒有得到充分驗證，熱帶森林地下生態(tài)系統固碳潛力也一直被忽略，特別是在氮沉降全球化背景下。
研究人員在鼎湖山“富氮”南亞熱帶成熟林進行了11年的長期模擬氮沉降試驗研究，發(fā)現氮輸入增加了土壤碳庫，氮沉降使土壤碳吸存率提升至約9公斤碳每公斤氮，與溫帶森林生態(tài)系統相當。研究還發(fā)現，土壤碳吸存增加的關鍵原因是物理保護作用增強和碳素輸出通量下降。而且，長期氮輸入并沒有改變土壤碳氮比，土壤氮含量與儲存的碳呈正相關。
為了進一步評估森林生態(tài)系統固碳潛力，研究人員提出了土壤碳吸存假說。該假說認為，氮沉降促進土壤碳吸存的現象在全球尺度上普遍存在，但是“氮限制”和“富氮”生態(tài)系統的表現機制不同。
在“氮限制”生態(tài)系統，氮沉降增加促進了凈初級生產力，土壤碳吸存增加的主要驅動因素是地上凋落物量輸入增加和二氧化碳排放通量降低;在“富氮”生態(tài)系統，長期氮沉降沒有影響凈初級生產力，土壤碳吸存增加的主要驅動因素是降低二氧化碳和可溶性有機碳輸出通量。
專家表示，該假說把氮沉降作為驅動因子，為發(fā)展和完善陸地系統碳氮耦合循環(huán)模型提供了重要的機理支撐。該研究有望為中國森林生態(tài)系統碳匯潛力評估和“碳中和”目標實現提供決策基礎。(朱漢斌)
關鍵詞： 大氣碳
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