并非简单的增加—陆地生态系统凋落物分解对气候变暖的响应
来源:生态中心
作者:徐振锋
时间:2010-07-15
以全球变暖为主要特征的全球气候变化已经改变并正在继续改变着陆地生态系统的结构和功能,威胁着人类的生存与健康,因而备受世界各国政府和科学家的普遍关注。
凋落物分解(CO2从枯落物中释放到大气)是全球碳收支的一个重要组成部分。全球气候变化所诱发的凋落物分解速率的变化可能对陆地生态系统C储存产生深远的影响,可能直接对目前由于大气CO2浓度升高引起的全球气候变化造成一个正反馈。陆地生态系统凋落物分解受气候等无机环境、凋落物品质和土壤生物群落等多因子综合调控,而全球变暖对影响植物凋落物分解的相关因子都产生或多或少的影响,因此全球变暖对陆地生态系统凋落物分解的影响表现出极大的复杂性。
凋落物分解包括物理、化学和生物学过程,由淋溶、分解者取食和生物代谢等作用共同完成。因为植物凋落物的微生物分解过程主要是靠相关酶动力学驱动的,而在一定范围内,酶的活性与温度存在极强的正相关关系。因此,科学家们普遍认为:在其他环境因子和分解者群落不变的情况下,温度升高能在一定范围内直接提高凋落物的分解速率。其次,全球变暖将对地球生物圈的水分条件产生深刻影响,而水分条件直接影响到凋落物分解过程中的淋溶作用和微生物分解的酶活性。在某些地区,气候变暖可能增加水分限制,进而降低凋落物的分解速率。同时,全球变暖可能直接或间接(通过改变植物凋落物的质量,特别是叶片N浓度和植物组织内的C:N比)改变微生物群落结构和物种组成。这些变化取决于升温幅度、水分变化、基质可获得性等的复杂耦合作用,所以导致凋落物分解对变暖响应的相当大的不确定性。综上所述,全球变暖可以通过多种途径影响着陆地生态系统凋落物的分解,而这些耦合的途径并非都是简单地增加分解速率。因此,气候变暖对凋落物分解的影响仍然存在很大的不确定性,有必要继续进行深入研究。