GEB Meta分析 | 中科院地理所牛书丽课题组 : 降水变化与碳循环

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原名：Precipitation manipulation and terrestrial carbon cycling: The roles of treatment magnitude, experimental duration and local climate

译名：降水控制与陆地碳循环：处理规模、试验持续时间和当地气候的作用

期刊：Global Ecology and Biogeography

通讯作者：牛书丽

通讯作者单位：中国科学院地理科学与资源研究所

原文链接:  https://doi.org/10.1111/geb.13356

 Introduction 

     人类活动引起的全球变化显著改变了氮(N)循环过程，以大气CO2增加和全球变暖为特征的气候变化一直在改变全世界的降水制度。这些变化包括高纬度地区年降水量增加，大部分亚热带地区年降水量减少。此外，全球气候模型预测极端降水发生的频率和幅度将增加。这些降水状况的变化预计将影响植物和土壤过程，这两种过程将对陆地碳循环和未来气候变化产生重大影响。

     许多降水控制试验已经广泛研究了降水变化对陆地碳循环的影响。然而，降水操纵试验表明，在不同的降水变化幅度、不同的试验持续时间和局地气候异质性条件下，生态系统的陆地碳循环响应存在差异。这些因素如何结合起来影响C循环对降水变化的响应仍不清楚。

 Methods 

     本研究通过1990–2019的230项已发表的研究(其中对降水进行了操纵，并测量了陆地碳循环变量)的观测结果，进行了一项全球荟萃分析，以调查不同碳循环过程对降水变化的响应，包括生态系统总生产力、生态系统呼吸、净生态系统生产力、生态系统碳利用效率、净初级生产力、地上和地下NPP、地上和地下生物量、根茎比、土壤呼吸和土壤微生物生物量C。

 Results 

1. 本研究发现碳循环响应与降水处理的量级呈线性正相关。NPP及其地上分量(ANPP)对降水变化的响应随试验时间的延长而减弱。

2. 生态系统总生产力、生态系统呼吸和生态系统净生产力对降水处理的响应程度越高，时间越短。

3. 土壤呼吸是大多数陆地生态系统碳收支的关键组成部分，其响应尤其取决于当地气候。

4. 当地温度和降水不仅影响土壤呼吸对降水变化的响应幅度，而且影响土壤呼吸对降水处理幅度的敏感性，在较干燥和较冷的地点土壤呼吸对处理幅度的响应更敏感。

 Conclusion 

综上所述，本研究发现，生态系统C通量的响应依赖于降水处理的规模和持续时间之间的交互作用，这意味着在调节生态系统是C的净汇还是源方面，变化的降水制度的复杂性。我们还发现，当地气候影响了土壤呼吸对变化的降水响应的幅度，并改变了其对处理幅度的敏感性。表明气候条件在调节土壤碳流失速率以响应降水量级方面的重要性。总体而言，我们的研究结果强调，降水变化对陆地碳循环的影响取决于降水处理的规模、试验持续时间和当地气候，以及它们之间的相互作用。这对于更好地理解生态系统C过程和功能，并在变化的降水条件下预测它们至关重要。

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