陸地生態系統碳氮過程對大氣CO2濃度升高的響應與反饋

摘要：大氣二氧化碳(CO2)濃度升高是影響陸地生態系統碳氮循環的主要氣候變化因子之一。大氣CO2濃度升高促進植被生長和光合產物積累,進而增加土壤碳庫儲量。同時,大氣CO2濃度升高引起土壤生物和非生物環境的改變會導致土壤溫室氣體排放的變化,形成對氣候變化的反饋效應。目前,國際上有關大氣CO2濃度升高導致陸地生態系統碳匯效應的增加與其所引起的土壤溫室氣體排放之間的消長關系并不清楚。深入研究和了解陸地生態系統碳氮循環過程對大氣CO2濃度升高的響應和反饋機制對定量評估全球變化背景下陸地生態系統和土壤的固碳潛力具有十分重要的意義。本文綜述了陸地生態系統碳氮循環過程對大氣CO2濃度升高的響應和反饋機制及主要驅動因子,發現大氣CO2濃度升高顯著促進植被生物量碳的累積和土壤溫室氣體排放、增加土壤碳氮庫儲量,但卻明顯減少土壤活性氮源的供給。大氣CO2濃度升高可降低旱地CH4吸收匯的功能。大氣CO2濃度升高導致溫室氣體排放增加的源效應完全抵消土壤的碳匯效應,并且抵消近50%以上的陸地生態系統固碳潛力,且隨其在大氣中富集強度的增加呈減弱趨勢。本文還提出大氣CO2濃度升高條件下影響土壤-大氣溫室氣體交換的主要生物和環境控制因子,為氣候變化背景下陸地生態系統的碳平衡估算研究提供重要理論基礎。