资环学院程谊教授团队构建多维度框架重估全球陆地碳排放

发布时间:2026-03-24

本网讯(资源与环境工程学院近日,资源与环境工程学院程谊教授团队在陆地生态系统碳循环领域取得研究进展相关成果以“Integrated global estimation of terrestrial carbon efflux”为题发表于全球变化研究领域顶级期刊Global Change Biology论文第一作者为安徽大学资源与环境工程学院特任副研究员Yves Uwiragiye,通讯作者为安徽大学资源与环境工程学院程谊教授安徽大学为第一署名单位

陆地碳排放约占全球温室气体排放总量的20%,其准确估算对于预测未来气候变化趋势和制定减缓策略具有重要意义。长期以来,全球陆地碳排放的估算主要集中于土壤呼吸过程,而忽略了两个重要来源:一是石灰性土壤中无机碳溶解所释放的碳,二是酸性土壤中施用石灰后溶解释放的碳。这两个过程的缺失可能导致全球陆地碳排放估算存在系统性偏差。

本研究整合了全球2481篇文献中的7562个野外观测数据,结合机器学习方法,首次构建了同时包含土壤呼吸、石灰性土壤无机碳溶解以及酸性土壤施用石灰过程的全球陆地碳排放估算框架。结果显示,全球陆地碳排放总量为96.52 Pg C yr–1(91.2–101.9 Pg C yr–1)。其中,石灰性土壤无机碳溶解以及酸性土壤施用石灰过程的碳排放分别贡献全球陆地碳排放的0.29%和0.09%。这意味着,以往仅基于土壤呼吸的估算低估了约0.4%的陆地碳排放总量。进一步通过结构方程模型分析发现,全球陆地碳排放直接受异养呼吸、自养呼吸、土壤无机碳溶解以及农田施灰活动驱动;同时,还受到土地生产力(如总初级生产力、根系与凋落物输入)、土壤理化性质(土壤酸度和无机碳含量)以及人为活动(如氮肥施用)的间接调控。研究表明,土壤酸化不仅影响作物产量,还会通过改变碳释放过程进而对全球变暖产生潜在影响,是农业生产与气候变化背景下的“双重挑战”。

该研究强调,在未来土壤碳循环模型和地球系统模型中,应将中和土壤酸度及其引发的无机碳溶解过程纳入碳动态模拟框架。这一此前被忽视的碳通量过程,对于提高全球碳收支评估精度、完善气候变化预测体系具有重要科学意义。

图 管理实践、土壤性质、土地生产力与气候条件的相互作用共同解释了不同陆地生态系统中碳通量的变化

该工作得到了山西农业大学徐明岗院士、南京师范大学蔡祖聪教授、西北农林科技大学周建斌教授、中国科学院地理科学与资源研究所黄元元研究员、德国综合生物多样性研究中心(iDiv)黄园园研究员、德国吉森大学Christoph Müller教授、加拿大阿尔伯塔大学Scott X. Chang教授等老师的悉心指导


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