近日，水土保持与荒漠化整治全国重点实验室简金世教授课题组在北方森林碳通量温度敏感性响应研究方面取得新进展，相关成果以“Boreal Forest Sensitivity to Temperature Is Jointly Regulated by Ecosystem Productivity and Seasonality: A Synthesis Based on Carbon Fluxes From FLUXNET Sites”为题，在生态学领域著名期刊Plant, Cell & Environment在线发表。水土保持与荒漠化整治全国重点实验室为第一单位，博士研究生何彦星为第一作者，简金世教授和李鑫豪副教授为共同通讯作者。
北方森林正面临前所未有的气候变暖威胁，温度升高将如何影响其碳汇功能？这一问题关系到全球碳收支的准确评估。然而，在季节尺度上，北方森林碳平衡过程响应温度变化的机制尚不清晰。借助FLUXNET观测网络数据，研究团队量化了24个北方森林站点日尺度的碳通量温度敏感性（图1），旨在实现三个具体目标：（1）揭示碳通量组分温度敏感性随季节变化的规律；（2）明确不同环境、林龄、养分可利用性等条件下三种碳通量组分温度敏感性的变化特征；（3）揭示净生态系统生产力（NEP）温度敏感性的主要驱动因素及其机制。
研究结果表明：初春期，常绿针叶林的NEP对温度波动呈正向响应，而落叶阔叶林则表现为负响应（图2）。在春季与夏季，随温度与饱和水汽压差的增加，总生态系统生产力（GEP）温度敏感性有降低趋势，而生态系统呼吸（Re）温度敏感性的变化则相对较小，导致NEP的温度敏感性也呈现降低趋势。
图1 北方森林（> 45°N; a）涡度相关监测点的空间分布与碳通量的季节变化（b）。
图2 日尺度的北方森林碳通量温度敏感性。(a)常绿针叶林，(b)落叶阔叶林
图3 净生态系统生产力温度敏感性的分类回归树分析结果
在春季，GEP与Re的温度敏感性均随站点生态系统生产力（年均GEP）的增加而增加，说明高温倾向于对生产力较低站点的光合固碳过程造成更强的负向影响。此外，幼龄和低养分可利用性森林的NEP温度敏感性呈现负值，说明幼龄与低养分可利用性森林的碳汇能力在面对温度上升时倾向于呈现负向响应。潜在影响因子中，站点生态系统生产力与季节是调控NEP温度敏感性的关键因子（图3）。
该研究强调了生态系统生产力的下降可能会加剧NEP对升温的负面响应，从而削弱北方森林的碳汇功能。这一认识对提高气候变化与碳循环耦合模型的预测精度，与制定针对性策略以增强脆弱北方森林生态系统的气候恢复力，都具有重要科学价值。
该研究得到了国家自然科学基金(42507469和42477367)、中国高等学校科学基金(2452025015和2452024401)的资助。
原文链接：
https://doi.org/10.1111/pce.70470
