华南植物园揭示亚马逊森林碳周转时间的空间格局及气候驱动机制

　　

中国科学院华南植物园武东海研究员团队联合康奈尔大学等多家国际科研机构，在量化亚马逊森林生物量碳周转及其对气候变化响应研究方面取得重要进展，成功揭示亚马逊森林碳周转时间的空间格局及气候驱动机制。

热带森林储存了全球超过60%的植被生物量，是地球上最重要的陆地碳库之一，在调节全球碳循环和维持气候稳定方面发挥着关键作用。森林能否稳定地固碳，不仅取决于树木生长的速度，也受到树木死亡速率的影响。科学上，研究人员常用“碳周转时间”来衡量这一过程。简单来说，它反映的是碳在森林植被中的平均停留时间：停留时间越长，说明森林的长期碳储存能力越强；停留时间越短，则意味着森林中的碳流转更快，长期碳储存能力下降。

长期以来，关于热带森林碳周转时间的研究多依赖站点观测。由于热带森林生态系统复杂、区域差异显著，有限的样地数据难以揭示大范围内碳周转时间的空间格局及其驱动机制。因此，亚马逊森林中碳究竟能停留多久，不同区域为何存在差异，一直缺乏系统认识。

针对这一科学问题，研究团队以“地球之肺”亚马逊热带雨林为对象，融合卫星遥感和森林样地观测数据，提出了基于遥感的树木死亡尺度扩展方法，揭示了亚马逊森林树木死亡的空间分布特征。在此基础上，研究进一步构建了亚马逊森林生物量碳周转时间的空间分布图，并结合可解释机器学习模型，系统分析了气候和环境因子对碳周转时间的影响。

研究发现，亚马逊森林碳周转时间在空间上存在明显差异，不同地区森林“留住碳”的能力并不相同。此外，研究还发现，对流风暴（常伴随短时强降水和强风等剧烈天气过程）是调控亚马逊森林生物量碳周转时间的重要气候因子，其相对重要性甚至超过了干旱胁迫指标。这意味着，除了之前科学家通常关注的极端干旱，风暴等极端天气事件同样会通过增加树木死亡和森林扰动，加快森林碳周转过程。

在未来情景预测方面，研究进一步显示，到本世纪末，在低排放情景下，亚马逊森林碳周转时间平均将缩短约3%；在高排放情景下，平均缩短幅度可达约15%。这表明，随着未来大气干旱加剧和对流风暴活动增强，亚马逊森林中碳在植被中的停留时间可能进一步缩短，长期碳储存能力面临下降风险。

研究人员认为，这项成果有助于深化对热带森林碳汇稳定性形成机制的认识，也为改进地球系统模型中有关生物量碳周转过程的参数化方案提供了科学依据，从而提升未来气候变化背景下森林碳汇的预测能力。相关研究成果已近期发表在国际学术期刊Nature Climate Change（《自然-气候变化》）。论文链接：https://doi.org/10. 1038/s41558-026-02639-4

图1. 亚马逊森林生物量碳周转时间的空间格局及其环境驱动因子