日前,浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院程磊教授實(shí)驗(yàn)室提出了深層土壤對氣候變化響應(yīng)存在滯后效應(yīng)的設(shè)想。該成果以技術(shù)評(píng)論的形式,于2018年2月23日刊登在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志上。

氣候與土壤,一個(gè)“天”一個(gè)“地”,兩者的聯(lián)系涉及一個(gè)十分重要的科學(xué)問題——全球碳循環(huán)。

在陸地生態(tài)系統(tǒng)中,全球土壤有機(jī)碳作為地球系統(tǒng)中最大的活性碳庫,其碳儲(chǔ)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(xué)界一直存在爭論。

很多科學(xué)家認(rèn)為,闡明氣候變化條件下土壤(特別是整層土壤)有機(jī)碳分解的微生物學(xué)機(jī)制,對更準(zhǔn)確預(yù)測未來大氣中二氧化碳濃度及氣候變化,以及人類如何應(yīng)對全球氣候變化具有重大的科學(xué)意義。

浙大程磊實(shí)驗(yàn)室在《科學(xué)》發(fā)表封面文章提出,深層土壤CO2產(chǎn)生對氣候變化響應(yīng)的理論基礎(chǔ)與理論分析仍然值得進(jìn)一步探討。

實(shí)驗(yàn)室研究認(rèn)為,由于全球氣候系統(tǒng)處于動(dòng)態(tài)變化之中,同時(shí)受土壤熱傳導(dǎo)率及土壤厚度等影響,導(dǎo)致底層土壤溫度變化相對于表層土壤存在滯后效應(yīng)。

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(shù)。Q10的數(shù)值是各種預(yù)測氣候變化的生態(tài)模型中一個(gè)非常重要的參數(shù)。

實(shí)驗(yàn)室在研究中提出對Q10的計(jì)算方法進(jìn)行改進(jìn),提出通過一個(gè)廣義線性模型來計(jì)算并分析深層土壤二氧化碳產(chǎn)生的溫度敏感性,進(jìn)而解決了由于實(shí)驗(yàn)觀測數(shù)據(jù)變異所導(dǎo)致的溫度敏感性計(jì)算大幅偏離理論值的困擾。

實(shí)驗(yàn)室相關(guān)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(yīng)強(qiáng)度,對于氣候變化模型將深層土壤納入考慮以預(yù)測未來氣候變化有著重要的指導(dǎo)意義。