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陆地生态系统通过吸收大气二氧化碳，在调节全球碳循环和减缓气候变化中发挥着重要作用。过去几十年，全球陆地碳汇总体呈增强趋势，已有研究主要从植被碳吸收增强和碳吸收期延长等方面解释这一现象。然而，陆地生态系统在吸收碳的同时，也通过植物和土壤呼吸等过程向大气释放碳，其碳释放能力的长期变化及其对陆地碳汇增长的影响尚缺乏系统认识。
近日，中国科学院地理科学与资源研究所伏正研究员团队联合国内外学者开展全球研究发现，近几十年来陆地生态系统最大碳吸收能力增强的同时，最大碳释放能力也显著增强，后者抵消了近一半的陆地碳汇增长，揭示了碳释放变化在调控全球陆地碳汇长期趋势中的重要作用。
研究基于全球大气二氧化碳反演数据和生态系统模型模拟，分析了1993—2022年全球陆地净生态系统碳交换的季节动态及长期变化，并分别表征生态系统一年中最强的碳吸收和碳释放过程。结果表明，过去30年全球陆地生态系统最大碳吸收和最大碳释放均呈增强趋势。其中，最大碳吸收能力的增强广泛分布于许多陆地区域，而最大碳释放能力的增加在中高纬度地区尤为明显。这表明，在全球变化背景下，陆地生态系统不仅表现出更强的碳吸收能力，其向大气释放碳的能力也在同步增强。
进一步研究发现，最大碳吸收增强和碳吸收期延长共同促进了年陆地碳汇增加，但不断增强的最大碳释放显著削弱了这一增长效应。研究估算，最大碳释放增强抵消了约44%由碳吸收增强和吸收期变化所带来的陆地碳汇增长。换言之，如果只关注植被吸收二氧化碳能力的增强，而忽略生态系统碳释放端的同步变化，将可能高估全球陆地碳汇的增长幅度。这一结果表明，全球陆地碳循环正在经历碳吸收与碳释放同步强化的变化过程，而最终净碳汇的变化取决于二者之间的动态平衡。
该研究从传统关注陆地生态系统“吸碳端”进一步拓展至“放碳端”，系统揭示了最大碳释放变化对全球陆地碳汇长期趋势的抵消作用，为理解全球变化背景下陆地碳循环的季节动态及长期演变提供了新的视角。研究表明，未来评估陆地生态系统碳汇潜力和改进地球系统模型时，需要同时考虑碳吸收能力、碳吸收期及碳释放能力的变化，从而更加准确地预测陆地生态系统对大气二氧化碳增长和未来气候变化的反馈。
该成果发表于Nature Communications，论文题目为“Increased maximum carbon release offsets half of the growth trend in annual land carbon sink”。第一作者为中国科学院地理科学与资源研究所博士后白燏，通讯作者为伏正研究员。该研究由中国科学院地理科学与资源研究所牵头，联合西班牙生态研究与林业应用中心、西班牙国家研究委员会、法国气候与环境科学实验室、北京师范大学、美国威斯康星大学麦迪逊分校、欧盟委员会联合研究中心、英国埃克塞特大学、美国亚利桑那大学、康奈尔大学、浙江大学和北京大学等国内外科研机构共同完成。研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目资助。
论文信息：Bai, Y., Fu, Z.*, et al. Increased maximum carbon release offsets half of the growth trend in annual land carbon sink. Nature Communications, 2026. DOI: 10.1038/s41467-026-77462-8.
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-77462-8
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