【服务生态文明】我校科研团队在多年冻土森林土壤碳脆弱性领域取得重要进展

近日，学校生态学院周旭辉教授团队在全球变化生态学领域取得重要研究进展。相关成果以 “Warming-Induced Carbon Vulnerability in Permafrost Forests: A Shift in Q₁₀ From Continuous to Discontinuous Zones” 为题，发表于国际顶级生态学期刊 Global Change Biology（IF=12.1）。该研究首次系统揭示了多年冻土从连续状态向不连续状态退化过程中，土壤碳分解温度敏感性的控制机制发生的显著转变。

冻土储存着全球规模巨大的、对气候变化高度敏感的土壤碳库。该碳库的稳定性在很大程度上取决于土壤微生物呼吸对温度的敏感性，通常用 Q₁₀表示（即温度每升高10℃，微生物呼吸速率增加的倍数）。然而，由于微生物群落、植物生产力以及土壤环境等多种生态因素之间存在复杂的相互作用，目前对Q₁₀调控机制的认识仍存在较大不确定性。

 大兴安岭地区连续多年冻土（CP）和不连续多年冻土（Dis-CP）区域微生物呼吸温度敏感性（Q₁₀）及其相关生态因子的分布与差异

为揭示不同冻土状态下影响Q₁₀的关键驱动机制，研究团队在中国大兴安岭地区沿纬度梯度开展系统研究，在连续多年冻土（CP）和不连续多年冻土（Dis-CP，包括零星和岛状冻土）森林中进行了野外调查，并结合室内控制培养实验进行综合分析。研究发现连续多年冻土森林的Q₁₀显著高于不连续冻土森林；随着冻土退化，Q₁₀的控制机制由微生物群落主导转向植物与环境因素主导。研究表明–3.1 °C可能是一个关键温度阈值，标志着该区域冻土碳循环响应机制的转折点。

连续多年冻土（CP）和不连续多年冻土（Dis-CP）区域中土壤微生物呼吸温度敏感性（Q₁₀）与生态驱动因子之间的关系

据了解，当前大多数地球系统模型通常采用固定Q₁₀参数，并未明确考虑冻土状态变化带来的调控机制差异，这可能低估气候变暖背景下冻土区碳排放的潜在风险。该研究为改进地球系统模型、更加准确预测冻土碳循环与气候变化之间的反馈关系提供了重要实验证据和理论依据。