亚热带森林的高海拔土壤碳对气候变暖响应更敏感

　　

　　森林土壤是陆地生态系统的重要碳（C）库，在气候变暖的情景下，微生物将增加土壤有机质的分解，并向大气中释放更多的二氧化碳（CO₂），进而可能加剧气候变化。因此，土壤碳排放对气候变暖的响应是预测未来气候变化情景的一个关键挑战。 

　　为回答森林土壤有机质分解对温度升高的响应，版纳植物园全球变化研究组博士后Zeeshan Mohd在合作导师沙丽清研究员的指导下，与团队成员合作，在哀牢山开展了沿海拔梯度土壤碳排放对气候变暖的响应。该研究选择哀牢山亚热带森林为研究对象，开展了高海拔（H）(2400 m)向中海拔（M）(1900 m)、低海拔（L）(1450 m)，中海拔向低海拔的土壤移植实验。结合土壤温度（Ts）、土壤含水量（VWC），开展了土壤碳分解（异养呼吸Rh）对温度增高的耦联响应研究。研究结果表明：自低海拔到高海拔，土壤0-50cm土层的土壤碳储量显著增加，从1480m 的10.7g kg^-1增加到2480m 的283.1g kg^-1。土壤移植期间，高海拔土体自养呼吸的温度敏感性自高海拔到低海拔显著减少（H: Q10=5.3; M: Q10=3.1；L: Q10=1.2; p<0.01）；而中海拔土体移植到低海拔并没有引起显著的温度敏感性的差异。各海拔的土壤异养呼吸的温度敏感性没有显著的年际差异。模型模拟表明，在每个海拔梯度，土壤含水量适中的区间，随着温度升高，土壤的Rh显著增加，因此，低海拔的土壤异养呼吸排放率较高。研究结果表明，在21世纪气候变暖的情景下，增温对高海拔的土壤碳稳定性影响更大，这将对区域气候变化产生正反馈效应。该研究以Soil heterotrophic respiration in response to rising temperature and moisture along an altitudinal gradient in a subtropical forest ecosystem, Southwest China为题发表于Science of Total Environment。 

　　该研究得到了中国科学院热带森林生态重点实验室、国家自然科学基金、云南省项目和中国科学院项目的支持。 

 图1 土壤温度与含水量对土壤异养呼吸贡献的框架方程(Structural equation model ,SEM)

（High：高海拔原位土壤培养；Middle：自高海拔到中海拔土壤培养；Low：自高海拔到低海拔土壤培养）