土壤濕度與陸地碳吸收成非線性響應

　　近日，美國哥倫比亞大學地球與環境工程系Julia K. Green教授團隊在國際頂尖雜志Nature上在線發表了題為“Large influence of soil moisture on long-term terrestrial carbon uptake”的研究論文，該研究揭示了土壤濕度對長期的陸地碳吸收的影響。

　　盡管陸地生物圈吸收了約25％人為排放的二氧化碳，但土地碳吸收率仍非常不確定，這也導致了氣候預測的不確定性。因此，了解限制或促進土地碳儲存的因素對于提高氣候預測準確性非常重要。土地碳吸收的一個潛在限制因素是土壤水分含量，它可以通過生態系統水壓力減少初級生產總量，陸地-大氣反饋引起了植被死亡并進一步加劇了極端惡劣氣候。以前的研究探討了土壤水分可用性對碳通量變化的影響。然而，土壤水分變化對長期碳循環趨勢的影響以及造成相關碳損失的機制仍然不確定。

　　該研究使用了四個來自地球系統模型的數據輸出來進行一系列實驗，分析地球凈生物群落生產力對土壤水分變化的響應，發現整個二十一世紀土壤水分的變化及趨勢導致了每年約2-3千兆噸的碳排放量，這相當于一個陸地碳循環。由于光合作用和凈生態系統交換對土壤水份有效性的非線性響應，以及由陸地-大氣相互作用引起的溫度升高和蒸汽壓力不足，使得季節性和年際性的土壤水分變化產生二氧化碳。土壤水分變化減少了目前的陸地碳存儲，并且預計趨勢將進一步增強。該研究結果強調，未來陸地的碳存儲容量的關鍵取決于碳通量對土壤濕度和陸地-大氣相互作用的非線性響應。這表明，碳吸收率的增加趨勢可能不會持續到本世紀中葉，并可能導致大氣二氧化碳增長加速。