研究揭示气候变暖加速土壤启动

俄克拉荷马大学的研究人员领导的一项首次此类研究强调了一种至关重要的生物圈反馈机制及其对向大气中释放土壤碳的影响

环境基因组研究所所长、牛津大学生物科学学院George Lynn Cross研究教授周继忠是最近发表在《自然通讯》上的《实验性变暖加速温带草原生态系统中的土壤正启动》的通讯作者。周说，这项研究首次利用实验室和实地实验数据来校准气候变化生态系统模型

这也是第一项在温带草原生态系统中提供气候变暖加速土壤启动的证据的研究。研究结果表明，土壤启动可能在陆地碳循环反馈过程和气候变化中发挥重要作用

土壤引发——原生土壤有机碳的微生物分解对新鲜碳输入的反应——是一种重要的反馈机制，可能会向大气中释放更多的土壤碳。周说，陆地碳和气候之间的实际关系是地球系统模型中预测气候变暖的最大不确定性之一

土壤有机碳对土壤健康、粮食生产、生态系统功能和气候调节至关重要

研究发现，实验性变暖通过改变土壤中微生物群落的功能结构，增加了温带草原生态系统的土壤启动。该项目的实地部分在凯斯勒大气和生态实地站进行，这是一个位于俄克拉荷马大学的环境研究和教育设施。该地点的邻近性允许频繁进行测量，这是该研究的一个独特方面

将现场结果和实验室获得的活性微生物信息纳入生态系统模型。研究发现，将微生物机制和信息纳入模型可以提高模型的确定性和预测的准确性

这项研究的结果对生态气候变化后果的预测具有重要意义。因为这项研究发现，变暖加速了土壤启动，而且之前的研究还没有完全考虑到这一点，所以如果不考虑土壤启动，变暖对地球生态系统的有害影响可能比预期的更严重

然而，了解变暖导致的微生物活动变化可能会通过微生物组相互作用的原位工程产生反作用

“长期预测表明，变暖增强的土壤启动会导致更高的异养呼吸，从而导致更多的二氧化碳排放，”该研究的另一位主要作者、OU的博士后研究员陶轩宇说

“如果这种微生物介导的正土壤启动效应通常发生在不同的空间和时间尺度上，那么土壤启动对气候变暖的潜在正反馈可能比以前预测的要多。”