首頁(yè) 資訊沈陽(yáng)生態(tài)所在森林野外增溫實(shí)驗(yàn)方法研究中取得進(jìn)展

沈陽(yáng)生態(tài)所在森林野外增溫實(shí)驗(yàn)方法研究中取得進(jìn)展

來(lái)源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2025年06月30日 12:19

　　森林是重要的陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯，全球變暖將深刻影響森林的碳匯格局。目前，全球已建立了數(shù)十個(gè)森林增溫站點(diǎn)，但多數(shù)規(guī)模較?。▓D1），無(wú)法揭示在生態(tài)系統(tǒng)尺度上森林氣候變暖的響應(yīng)規(guī)律及機(jī)制。野外增溫的方法分為主動(dòng)和被動(dòng)增溫方式，主動(dòng)增溫主要包括加熱電纜和紅外輻射增溫，通常能穩(wěn)定控制增溫幅度。相較于其他增溫方式，紅外輻射增溫更能模擬自然的氣候變暖過(guò)程，且對(duì)生態(tài)系統(tǒng)擾動(dòng)小。然而，過(guò)去開(kāi)展的森林紅外輻射增溫樣方面積普遍較小，樣方面積通常小于12m2。森林生態(tài)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、地形多變、空間異質(zhì)性較大等特點(diǎn)，因此，開(kāi)展大型野外增溫實(shí)驗(yàn)，有助于更好的評(píng)估森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變暖的響應(yīng)。國(guó)際上僅有兩個(gè)研究站點(diǎn)（美國(guó)Harvard Forest/瑞典Flakaliden Forest）具有足夠大的樣方并開(kāi)展了此類研究，均采用電纜增溫。我國(guó)東北地區(qū)溫帶森林是區(qū)域尺度上重要的森林碳匯，且處于氣候變暖的敏感區(qū)域及快速升溫區(qū)，而該地區(qū)尚無(wú)原位土壤增溫實(shí)驗(yàn)（圖1）。

　　中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所研究員方運(yùn)霆團(tuán)隊(duì)依托遼寧清原森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，建立了東北亞地區(qū)最大的森林野外增溫實(shí)驗(yàn)平臺(tái)（圖2）。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)增溫和對(duì)照2個(gè)處理、3個(gè)樣方重復(fù)，單個(gè)樣方面積達(dá)108m2。研究采用聯(lián)排紅外輻射燈陣方法進(jìn)行增溫，結(jié)合控溫系統(tǒng)對(duì)0-10cm土壤增溫2℃。研究采用全天24小時(shí)增溫方式，增溫時(shí)間段是每年的無(wú)雪期（3月下旬-12月上旬）。增溫平臺(tái)的建設(shè)目標(biāo)是評(píng)估我國(guó)東北典型森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯對(duì)增溫的響應(yīng)及機(jī)制。該平臺(tái)于2017年開(kāi)始籌建，并于2018正式運(yùn)行。

　　2018-2021年連續(xù)觀測(cè)表明，增溫系統(tǒng)能夠使0-10cm土壤穩(wěn)定增溫2℃（圖3），同時(shí)使10-60cm土壤升溫1.2-2℃。紅外熱成像儀的結(jié)果顯示，表層土壤的增溫效果非常均勻。此外，增溫未顯著改變土壤濕度。清原森林野外增溫平臺(tái)自建成以來(lái)運(yùn)行良好，能克服復(fù)雜的野外氣候條件，表明聯(lián)排紅外燈陣增溫方案的可行性。該平臺(tái)穩(wěn)定的增溫效果為量化森林在生態(tài)系統(tǒng)尺度上對(duì)升溫的響應(yīng)奠定了堅(jiān)實(shí)的方法基礎(chǔ)。

　　相關(guān)研究成果以Design and performance of an ecosystem‐scale forest soil warming experiment with infrared heater arrays為題，在線發(fā)表在Methods in Ecology and Evolution上。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究計(jì)劃與中科院森林生態(tài)與管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等的支持。