生态学全国研究生暑期学校，复旦大学 2010-0.pptVIP

* * * * * * * * * * 增温实验中土壤碳过程的模拟分析 四. SOC对长期气候变化的响应 Giordina Ryan 2000 由13C估计的土壤有机值分解速率不受 温度变化影响？ Mean annual Temperature (oC) Time since conversion Less than 11 yr From 11 to 45 yr Greater than 45 yr 5 10 15 20 25 50 100 150 200 250 0 Turnover time (yr) Liski et al. 1999 Mean annual temperature (oC) Soil C (kg m-2) 0 4 8 12 16 -2 0 2 4 土壤碳库对年平均温度/气候变化不敏感? 2008年地球陆地表面的总呼吸通量为98+-12PgC，在1989-2009年间 每年增加0.1 PgC，相当于土壤呼吸的长期敏感性为1.5。 Bond-Lamberty Thomson, 2010 土壤碳库的响应是由呼吸和 NPP投入两部分构成 1982-1999年间全球NPP平均增加6% Ribert Simon，NASA 土壤有机碳对气候变化的平衡态响应假说 地球表面生态系统的分布模式是生态系统对气候条件适应的结果。土壤碳过程只是生态系统过程的一部分，其动态受整个生态系统过程的影响； 在全球尺度上，碳的水平移动可以忽略。当生态系统处于平稳态时，土壤有机碳的分解应等于NPP； 气候变化后，如果给以足够长的时间，生态系统将达到一个新的稳定状态。在环境变化的综合作用下，土壤有机碳将从前一个平稳态变化到新的平稳态； 在相似的水分条件下，平稳态时的SOC随MAT梯度的变化就是SOC对全球增温的平衡态响应。 NPP和SOC与MAT关系的全球模式 不同土地覆被类型的NPP与MAT的关系 不同土地覆被类型SOC周转速率与MAT的关系 NPP与SOC随MAT变化的全球模式 （干燥度指数0.2 ） NPP与SOC随MAT变化的全球模式 （干燥度指数0.6-0.8） 森林凋落物速率和存量与年平均温度的关系 不同水分条件下NPP和SOC分解对温度变化的表观响应 温度敏感性与MAT的关系 不同水分条件下SOC随MAT的分布和模拟 全球土壤碳对气候变化的平衡态响应(A1FI) 土壤有机碳对气候变化的近平衡态响应(A1FI) 土壤有机碳对气候变化的近平衡态响应(A1FI, NPP+5% by CO2倍增) 土壤有机碳对气候变化的近平衡态响应(A1FI, NPP+10%) 谢谢 * * * * * * * * * * 2.4 Q10值的估测方法 实验室土壤培养与Q10值(1) 方法1. 在不同的恒定温度培养土壤样品，以培养期间土壤有机碳损失量来计算Q10值。 缺点：耗时长 低估Q10值 土壤呼吸速率随培养进程的变化 Conant et al, 2008 不同的恒温下培养可低估Q10值 Leifeld Fuhere, 2005 实验室土壤培养与Q10值(1) 方法1. 在不同的恒定温度培养土壤样品，以培养期间土壤有机碳损失量来计算Q10值。 缺点：耗时长 低估Q10值 方法2. 在不同的恒定温度下培养，以损失相同比例的有机碳所需的时间来估计Q10值。 缺点：耗时长 高估Q10值 Conant et al, 2008 实验室土壤培养与Q10值（2） 方法3. 在不同的恒定温度培养土壤样品，用不同温度下土壤呼吸速率来计算Q10值。 缺点：Q10值不稳定，随培养进程逐渐下降 土壤呼吸速率随培养进程的变化 Conant et al, 2008 实验室土壤培养与Q10值（2） 方法3. 在不同的恒定温度培养土壤样品，用不同温度下土壤呼吸速率来计算Q10值。 缺点：Q10值不稳定，随培养进程逐渐下降 方法4.同一样品培养于变化的温度下，用不同温度下土壤呼吸速率来计算Q10值。 缺点：方法和实验系统较为复杂 以CO2释放通量计算的Q10不随培养时间变化 Reichstein et al. 2005 田间土壤呼吸测量与Q10值 方法5. 根据一天内土壤呼吸和温度的变化计算土壤呼吸的Q10值。 缺点：包含自养和异养呼吸 温度变幅小，估计的Q10值变化大，可信度低 在低温时， Q10值可能非常大    田间土壤呼吸测量与Q10值 方法5. 根据一天内土壤呼吸和温度的变化计算土壤呼吸的Q10值。 缺点：包含自养和异养呼吸