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。