作者:崔雪芹 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2018/2/27 16:48:04
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浙大科学家提出预测气候变化新思路

 

气候与土壤,一个“天”一个“地”,实际上,这两者的联系涉及一个十分重要的科学问题——全球碳循环。浙江大学生命科学学院程磊教授实验室基于前期工作和相关实验数据,就深层土壤对气候变化响应的理论基础和计算方法进行了深入探讨。该成果以技术评论的形式,于2月23日刊登在国际学术期刊《科学》杂志上。

该实验室提出,深层土壤对气候变化响应存在滞后效应。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。这一滞后效应的提出对于未来野外土壤升温实验有着重要的指导意义。

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。

该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。该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。

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,其碳储量是大气的三到四倍。那么,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,从理论上理清并估算土壤碳循环与气候变化之间的反馈效应对于更准确预测未来大气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。

这项研究中,浙江大学生命科学学院博士生肖璟为本文第一作者,研究生于方鉴、等为共同作者。浙江大学生科院为第一作者和通讯作者单位。该研究受到国家自然科学基金面上与优青项目以及浙江自然科学基金杰青项目的资助。

据悉,近年来,程磊教授实验室着力于研究微生物调控的土壤生态系统以及碳循环过程对气候变化的响应机制。在前期建立的微生物调控土壤碳循环对气候变化响应理论框架基础上,实验室通过结合野外大田实验、理论建模、大数据整合以及微生物功能基因组学,揭示了底层土壤碳循环对气候变暖响应的微生物学机制,并进一步提出适时开展气候变化对深层乃至整层土壤影响的实验与理论研究的重要性,特别是在不同地点、不同生态系统的研究将有助于进一步在全球尺度上对土壤有机碳库的变化进行预测。

 
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