二氧化碳扮演什么角色？南农大最新研究揭开全球气候变化 “算术难题”

交汇点讯 大气二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等温室气体浓度升高是全球变化的主要驱动因子。在陆地生态系统对气候变化的反馈作用中，二氧化碳的角色可谓“亦正亦邪”。大气二氧化碳浓度的升高一方面能促进陆地生态系统光合产物积累，增加土壤碳储量，形成土壤的固碳效应(A)。另一方面，又会增加陆地生态系统甲烷和氧化亚氮等温室气体排放，加剧温室效应(B)。那么，大气二氧化碳浓度升高背景下，A与B分别是多少？疑似“双面间谍”的大气二氧化碳如何验证真身？ 这成为了一道困扰全球气候变化研究领域多年的“算术难题”。

近日，南京农业大学资源与环境科学学院教授邹建文带领课题组解开了这道“算术难题”，邹建文告诉记者，若A<B，则陆地生态系统对气候变化呈现正反馈，温室效应将进一步加剧；若A>B，则呈现负反馈，大气温室效应将减缓；若A=B，两者相互抵消，反馈效应呈中性。课题组通过对全球1655组观测数据的集成分析，揭示了陆地生态系统碳氮过程对大气二氧化碳浓度升高的响应强度及其驱动机制，最新成果以“Climatic role of terrestrial ecosystem under elevated CO2: a bottom-up greenhouse gases budget”为题发表在国际学术权威期刊《生态学快报》（Ecology Letters）上。

课题组发现，大气二氧化碳浓度升高导致陆地生态系统温室气体甲烷和氧化亚氮的年排放量增加了27.6亿吨二氧化碳当量，超过了土壤有机碳库增量（24.2亿吨二氧化碳当量），相当于每年陆地生态系统植被和土壤固碳总增量（39.9亿吨二氧化碳当量）的69%。因此，大气二氧化碳浓度升高背景下陆地生态系统温室效应很大程度上抵消了固碳效应。论文第一作者南农大资环院刘树伟副教授笑称，“所以，综合二氧化碳本身的温室效应及其驱动的陆地生态系统对气候变化的反馈效应两方面来说，二氧化碳在大气中还是扮演着‘反角’。”

据了解，陆地表层碳氮过程与全球变化是南京农业大学农业资源与环境“双一流”建设学科的5个主干研究方向之一，也是生态学的交叉学科方向。在国家自然科学基金、973项目和人才项目等资助下，邹建文教授课题组围绕土壤温室气体排放、减排对策以及对气候变化响应等方面，相继在Global Change Biology, Environmental Science & Technology, Journal of Ecology, Global Change Biology Bioenergy等期刊上发表了一系列论文，部分论文入选ESI高被引论文。

论文第一作者为南农大资环学院刘树伟副教授，通讯作者为国家杰出青年科学基金获得者邹建文教授。国家杰出青年科学基金获得者、中国科学院地理科学与资源研究所牛书丽研究员参与了研究。

《生态学快报》（Ecology Letters 是生态学国际顶级期刊（5年影响因子13.327），自然指数（Nature Index）收录的68种期刊目录中的两种生态学期刊之一。自1998年创刊以来，国内学者在该期刊共发表了20多篇论文，这是国内学者今年在该期刊上发表的首篇论文。           

交汇点记者 王拓 通讯员 许天颖

全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ele.13078

编辑: 张宣