大气二氧化碳升高的一道“算术难题”    

   5月8日，我司邹建文教授课题组在陆地表层碳氮过程与全球变化领域的研究成果以“Climatic role of terrestrial ecosystem under elevated CO2: a bottom-up greenhouse gases budget”为题在Ecology Letters上发表。该研究由我国科学家独立完成，论文第一作者为我司刘树伟副教授，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。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。

    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，其中二氧化碳贡献最大。土壤是陆地生态系统最大的碳库，大气二氧化碳浓度升高能促进陆地生态系统光合产物积累，增加土壤碳储量，形成固碳效应(A)。与此同时，大气二氧化碳浓度升高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？这成了全球变化研究领域十分有趣的一道“算术难题”。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。

    为科学解析上述“算术难题”，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。在此基础上，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。这是邹建文教授课题组近十年来三度在Global Change Biology（5年影响因子9.455）上发文后取得的新成果，对于科学评估陆地生态系统对气候变化的反馈效应具有重要科学意义和参考价值。

    陆地表层碳氮过程与全球变化是我司农业资源与环境“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。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，提升了学科的学术影响力。