2016年10月5日，國際學(xué)術(shù)權(quán)威刊物自然出版集團(tuán)旗下子刊《Nature Communications》雜志在線發(fā)表了中國科學(xué)院植物研究所楊元合研究組一篇研究論文，研究報(bào)道了凍土碳分解及其溫度敏感性研究進(jìn)展。楊元合研究組助理研究員陳蕾伊為論文第一作者，楊元合研究員為論文通訊作者。

凍土分布區(qū)儲(chǔ)存著大量有機(jī)碳，其碳庫大小超過全球土壤碳庫的1/2。同時(shí)，凍土區(qū)氣溫在以超過全球平均值2倍的速率持續(xù)上升。顯著的氣候變暖可能使得凍土中儲(chǔ)存的大量碳被微生物分解釋放，進(jìn)而導(dǎo)致碳循環(huán)與氣候變暖之間的正反饋。在此背景下，凍土碳循環(huán)成為近年來全球變化研究中廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)問題。然而，目前學(xué)術(shù)界對(duì)于凍土碳釋放速率及其與氣候變暖反饋關(guān)系的認(rèn)識(shí)還存在很大不確定性。凍土層與活動(dòng)層土壤碳分解的調(diào)控因素是否相同、凍土分布區(qū)土壤碳分解的溫度敏感性是否僅取決于底物質(zhì)量等基本問題還沒有得到解決。

為了解決上述問題，楊元合研究組基于對(duì)青藏高原多年凍土區(qū)在2013至2014年連續(xù)兩年的大范圍采樣，結(jié)合室內(nèi)恒溫、變溫培養(yǎng)以及碳分解模型等多種手段，揭示了青藏高原凍土碳分解及其溫度敏感性的調(diào)控機(jī)制。研究人員發(fā)現(xiàn)，凍土層土壤碳釋放速率與活動(dòng)層相當(dāng)甚至更快。有趣的是，活動(dòng)層土壤碳釋放速率主要受底物質(zhì)量控制，而凍土層土壤碳釋放速率則主要取決于微生物尤其是真菌的相對(duì)豐度。進(jìn)一步研究表明，凍土區(qū)土壤碳分解溫度敏感性不僅取決于底物質(zhì)量，同時(shí)也受到了土壤pH等環(huán)境因素的顯著影響。這一結(jié)果并不支持早期學(xué)術(shù)界關(guān)于“底物質(zhì)量是維持土壤碳穩(wěn)定性的主要機(jī)制”的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。

研究組另一篇文章發(fā)表在《Global Biogeochemical Cycles》期刊上，研究題為“l(fā)inking temperature sensitivity of soil CO2 release to substrate, environmental, and microbial properties across alpine ecosystems”。研究揭示了凍土層與活動(dòng)層土壤碳分解調(diào)控因素的差異，闡明了凍土區(qū)土壤碳分解溫度敏感性與底物、環(huán)境、微生物屬性之間的關(guān)聯(lián)，相關(guān)研究結(jié)果為發(fā)展地球系統(tǒng)模型提供了重要啟示，對(duì)認(rèn)識(shí)凍土碳循環(huán)特征及其與氣候變暖之間的反饋關(guān)系具有重要意義。