版納植物園等研究揭示溫暖化將減弱亞熱帶常綠林碳匯作用

　　亞熱帶森林分布區的自然環境，既不同于熱帶地區的常年高溫，又有別于溫(寒)帶地區具有歲寒嚴冬。因此，熱帶森林和溫(寒)帶森林被驗證的關于全球溫暖化與森林相互作用的知識和理論，在亞熱帶森林中可能并不適用。并且，在東亞地區亞熱帶常綠林作為一種廣布的原生森林植被類型，具有非常重要的社會、經濟和生態效應。在中國，超過2億人生活在亞熱帶常綠林(潛在)分布區。人類從森林中獲取了大量的生活和生產資源。同時，亞熱帶常綠林還是一個非常大的碳庫和碳匯。因此，了解和預測全球變化(特別是溫暖化)對亞熱帶常綠林影響顯得重要且迫切。

　　依托中國科學院西雙版納熱帶植物園、中國科學院華南植物園、臺灣東華大學等九家單位開展的合作研究，由中國科學院西雙版納熱帶植物園全球變化研究組的譚正洪博士和張一平研究員撰寫的相關論文，為回答這個重要的問題提供了一些切實的基礎數據;尤其重要的是通過研究提出了“溫暖化將減弱亞熱帶常綠林的碳匯作用”的科學論點，并用實測數據對所提出地論點進行了初步論證。

　　亞熱帶常綠林分布區相對溫和的冬季具有很重要的生態學意義。作者之一的章永江博士和曹坤芳研究員等在亞熱帶常綠林開展的葉片尺度測定就顯示，即使在冬季，亞熱帶常綠林仍可持續進行較高強度的光合作用，即具有固碳效應。這種亞熱帶常綠林可常年持續固碳的觀點得到了張一平研究員在云南哀牢山;周國逸、李躍林、閆俊華研究員在廣東鼎湖山和夏禹九、莊振義教授在臺灣棲蘭山，使用渦度相關技術測得的亞熱帶常綠林生態系統光合作用數據的支持。對于溫(寒) 帶森林而言，進入非生長季后，即使是常綠的針葉林，其光合作用也非常微弱，接近停止。而本研究結果表明：在亞熱帶常綠林溫和的冬季是促成其常年持續固碳的首因。

　　亞熱帶常綠林的分布區還具有降雨充沛、云霧繚繞的夏季。通常隨著季節的推進，氣溫回暖，植物的光合作用將不斷增強;然而，由于降雨以及云霧的覆蓋，到達亞熱帶森林冠層的輻射在夏季反而減少了。輻射能是植物光合作用過程所必需的能源，一旦缺乏，就會導致光合作用受限，減弱碳同化過程。本研究利用葉片和冠層尺度的實測數據分析表明：由于輻射的限制，亞熱帶常綠林在夏季的光合作用并不強。

　　由于亞熱帶常綠林的光合作用在溫和的冬季并不低;而受輻射能低限制，在溫暖的夏季光合作用并不高。所以，可以認為：在季節的尺度上，亞熱帶常綠林的光合作用對溫度的變化并不十分敏感。

　　森林生態系統的碳平衡是由光合同化和呼吸異化過程所共同決定的。使用作者之一的梁乃申博士自主研發的土壤呼吸自動測定系統在亞熱帶常綠林的監測數據，分析發現：土壤呼吸對溫度變化是具有較高地敏感性，呼吸強度隨著溫度的上升呈指數方式增加，呼吸敏感性指數高達2.81。

　　綜上所述：溫暖化將極大的促進亞熱帶常綠林的土壤呼吸作用(敏感性高)，而促進光合作用效果不顯著(敏感性低);因此，本研究得出結論：伴隨著溫度的上升，亞熱帶常綠林的碳匯作用將不斷變弱。

　　此外，通過空間上的比較，本研究還發現：在年均溫最高的鼎湖山，其碳匯最弱;在年均溫最低的哀牢山，其碳匯最強;棲蘭山年均溫和碳匯強度皆居中。也就是說，碳匯強度與生態系統的年平均溫度呈負相關。這對驗證科學假定提供了另一個側面的證據。

　　研究人員目前正在對該假說進行更深入的論證，將通過匯集更多的亞熱帶測站(比如江西千煙州測站等)，獲取多年數據(2002/2003至今)，對比生物調查數據，結合生態系統模型來開展。該研究論文的發表，進一步體現了聯網研究的重要性和可行性，只有通過聯網研究，才能對許多生態學問題進行深入探討，取得較好的研究成果。

　　研究論文以An observational study of the carbon-sink strength of East Asian subtropical evergreen forests為題已正式發表在物理出版社(IOP)主辦的期刊Environmental Research Letters上。