《溫度對土壤有機碳分解的溫度敏感性影響的研究》是依託復旦大學，由方長明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：溫度對土壤有機碳分解的溫度敏感性影響的研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：方長明
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
土壤有機碳分解的溫度敏感性的不確定性是預測土壤有機碳庫對全球氣候變化回響的關鍵限制因子，目前採用的Q10值未能準確地反映溫度敏感性與溫度之間的相互關係，尤其是在較低溫度下有機碳分解對溫度的回響。本項目將從研究方法和理論分析兩個方面切入，採集不同來源的土壤樣品，在實驗室控制條件下培養，精密測量不同情景下土壤異養呼吸的變化，研究土壤有機碳分解的溫度敏感性與Q10值之間的區別、分析溫度敏感性隨溫度的變化以及其他因子的影響；評價不同的方法和模型中溫度敏感性的不確定性，建立新的碳分解-溫度關係模型，並將其用於當前通用的土壤有機碳分解模型中，評價由於溫度敏感性的不確定性對預測土壤碳庫未來動態的不確定性。作為理論探索性研究，本項目將為研究全球碳循環，和更可靠地預測土壤碳庫對未來氣候的反饋效應提供理論基礎。形成的技術方法和理論可為生命科學的其它相關領域提供借鑑。
結題摘要
目前學術界用固定的Q10值來描述土壤有機碳分與溫度的關係，將明顯低估高緯度和高海拔地區土壤碳庫對全球氣候變化的回響，有可能使我們對年均溫較低的地區（高溫度，高海拔）未來土壤碳庫的預測值嚴重偏離實際值。本項目通過對發育於不同背景的土壤中有機質分解對溫度回響的研究， 期望達成以下目標: （1）建立一個土壤培養和精確測量土壤呼吸的系統，並形成一套技術規範；（2）揭示土壤有機質分解速率，分解的溫度敏感性（Q10值）隨溫度的變化規律；（3）建立一個新的模型來描述土壤有機質分解與溫度的關係，為套用數學模型預測土壤碳庫對未來全球氣候變化的回響提供理論基礎。 通過項目實施，已建成一個基於Picarro氣體分析儀的土壤培養和CO2排放的動態開放式測量系統，在較低溫度環境下比常規靜態封閉式測量系統的精度高一個數量級。通過對全國範圍內不同生態系統土壤樣品的培養研究，結果表明，不同生態系統類型的土壤有機碳分解速率-溫度關係都可以用指數模型很好地擬合。但目前常用的各種模型都明顯低估了在較低溫度（0-10℃）下有機碳分解對溫度的回響。當溫度高於10℃時，碳分解的Q10值基本穩定；在0-10℃區間，Q10值隨溫度升高下降，下降的速率與生態系統類型有關；低溫下的Q10值顯著高於10℃以上溫度的Q10值，不同生態系統類型土壤有機碳分解的0-10℃區間Q10平均值與更高溫度環境下的Q10平均值的比值變化於2-8之間。田間試驗增溫改變了溫度環境，但對土壤有機碳分解的溫度敏感性無明顯影響。 土壤有機碳分解的溫度敏感性及其與溫度的關係是一個非常複雜問題，目前國際上儘管有很多科學家在從事這方面的研究，但仍沒有決定性的突破。通過本項目，我們研究了36個不同背景的土壤樣品，發現碳分解過程的空間異質性帶來的誤差仍然是限制認識溫度敏感性機制的主要因素，生態系統類型對土壤有機碳分解在較低溫度（0-10℃）下的Q10值的影響機制仍不清楚，這是未來需要深入研究的關鍵點。
