南京林业大学等单位最新GCB:气候变暖放大了土壤有机碳对多种全球变化驱动因素的响应

土壤有机碳（SOC）是地球上最大的陆地碳库，在气候调节中发挥着至关重要的作用。全球变暖是人为气候变化的一个显著特征，但其与其他全球变化驱动因素对土壤有机碳含量的交互作用仍不明确。本研究对来自363项研究的2349个观测数据进行了全球荟萃分析，结果表明，仅全球变暖一项就使土壤有机碳减少了7.2%，同时与其他驱动因素产生协同增强作用。全球变暖使二氧化碳浓度升高的影响增强了240%，氮肥添加的影响增强了350%，同时使干旱造成的土壤有机碳损失加剧了340%。值得注意的是，虽然全球变暖与其他驱动因素表现出协同作用，但二氧化碳浓度升高、氮肥添加和干旱之间的相互作用是累加的。在不同的生态系统、气候和土壤质地中，土壤有机碳的响应均随着处理强度和持续时间的增加而增强。这些研究结果表明，全球变暖是一种催化力量，它正在重塑全球变化下的土壤有机碳动态，对陆地碳气候反馈具有深远的影响。

图1.概念图，说明变暖如何放大SOC对多个全球变化驱动因素的响应。绿线表示正面影响，红线表示负面影响。更粗的线条清楚地描绘了气候变暖的放大作用，气候变暖通过改变养分和水分限制来调节SOC动态。

图2. 全球变化驱动因素对SOC含量的影响。带误差条的圆圈表示平均值(方程式(2)中估计的β为0，见方法)及其95%的可信区间。括号外(括号内)的数字表示观察(研究)。W、Eco2、EN和DP分别代表气候变暖、二氧化碳升高、氮素添加和干旱。

图3. 使用Hedge的d值对个体和交互作用对SOC内容的影响进行配对Meta分析，平均值为±95%。协同作用和相加作用分别用红色和绿色线条表示。括号外(括号内)的数字表示观察(研究)。Eco2、En和Dp分别代表二氧化碳升高、氮素添加和干旱。

图4.处理强度或实验持续时间与SOC对全球变化驱动因素的响应之间的关系。森林地块显示了线性回归斜率(β系数±95%CI)，代表了每个全球变化驱动因素的处理强度(左图)或实验持续时间(右图)的单位增加时，有机碳响应如何变化。正斜率表示SOC响应随强度或持续时间的增加而增强，而负斜率表示响应减弱。W、Eco2、EN和DP分别代表气候变暖、二氧化碳升高、氮素添加和干旱。

图5. 全球变化驱动因素对与初始SOC内容相关的SOC内容的影响。W、DP、Eco2和En分别代表气候变暖、干旱、二氧化碳升高和氮素添加。