全 文 ：UV鄄B辐射增强对陆地生态系统碳循环的影响*
柳淑蓉摇 胡荣桂**摇 蔡高潮
(华中农业大学资源与环境学院, 武汉 430070)
摘摇 要摇 作为全球变化的重要现象之一,紫外射线 B(UV鄄B,波长 280 ~ 320 nm)辐射增强对
陆地生态系统碳循环具有重要影响. UV鄄B辐射增强主要通过改变植物的光合作用、凋落物分
解以及土壤呼吸来影响陆地生态系统碳的输入和转化输出.其他气候因子(大气 CO2浓度、温
度和水分)可能会促进或减缓 UV鄄B辐射对陆地生态系统碳循环的作用.本文介绍了 UV鄄B 辐
射增强的背景,综述了国内外近年来 UV鄄B辐射增强及与其他气候因子交互作用对陆地生态
系统碳循环的影响,总结了目前研究存在的不足,讨论了未来的研究重点和方向.
关键词摇 UV鄄B辐射增强摇 陆地生态系统摇 碳循环摇 凋落物分解摇 土壤呼吸
文章编号摇 1001-9332(2012)07-1992-07摇 中图分类号摇 P593摇 文献标识码摇 A
Effects of enhanced UV鄄B radiation on terrestrial ecosystem carbon cycle: A review. LIU
Shu鄄rong, HU Rong鄄gui, CAI Gao鄄chao (College of Resources and Environment, Huazhong Agri鄄
cultural University, Wuhan 430070, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2012,23(7): 1992-1998.
Abstract: As one of the most important phenomena of global climate change, the enhancement of
ultraviolet鄄B radiation (UV鄄B, 280-320 nm) could have critical impact on the carbon cycle in ter鄄
restrial ecosystem. Through the impacts on plant photosynthesis, litter decomposition, and soil res鄄
piration, the enhanced UV鄄B radiation can affect the carbon input, turnover, and output of terres鄄
trial ecosystem. Other climatic factors (ambient CO2 concentration, air temperature, and precipita鄄
tion) may promote or mitigate the impact of enhanced UV鄄B radiation on terrestrial ecosystem
carbon cycle. This paper introduced the background of UV鄄B radiation enhancement, reviewed the
impacts of enhanced UV鄄B radiation and its interactions with other climatic factors on terrestrial eco鄄
system carbon cycle, summarized the existing problems in related researches, and discussed the pri鄄
orities and directions of future researches.
Key words: enhanced UV鄄B radiation; terrestrial ecosystem; carbon cycle; litter decomposition;
soil respiration.
*国家自然科学基金项目(41171212)资助.
**通讯作者. E鄄mail: rghu@ mail. hzau. edu. cn
2011鄄11鄄15 收稿,2012鄄03鄄05 接受.
摇 摇 近年来,人类活动加剧使臭氧层浓度急剧减少.
2024 年以前,臭氧层浓度将保持继续减少趋势,直
至 2068 年紫外射线 B(UV鄄B,波长 280 ~ 320 nm)辐
射强度才可能回复到 1980 年的水平[1] .臭氧层最大
的作用是能够有效吸收 UV鄄B 辐射,臭氧层稀薄会
使到达地表的 UV鄄B 辐射增强. UV鄄B 辐射能量高、
穿透力强,过度的 UV鄄B 辐射将给整个陆地生态系
统带来重要影响,这已引起生态学家们的广泛关注,
并开展了大量研究,以明确 UV鄄B 辐射增强对陆地
生态系统的影响. 目前,UV鄄B 辐射增强对陆地生态
系统影响的相关研究主要集中在植物生长、生理代
谢方面,有关 UV鄄B 辐射增强对陆地生态系统碳循
环的研究还相对较少.
陆地生态系统碳循环直接关系到全球变暖等重
要的环境问题,在陆地生态系统物质和能量流通中
起着重要作用. UV鄄B 辐射增强可直接或间接地影
响碳的输入和输出,最终影响整个陆地生态系统碳
循环过程. 1964 年,Pauli[2]提出光照可能是沙漠地
区有机质降解的主要因素. 20 世纪 70 年代以后,随
着臭氧层被破坏,人们开始关注 UV鄄B 辐射增强对
生态系统物质转化的影响[3] . 1994 年,联合国环境
规划署颁布了 《1994 臭氧层破坏的环境效应评
估》 [4],掀起了 UV鄄B辐射增强对生态系统影响研究
的热潮.我国对 UV鄄B 辐射增强的环境效应研究相
对较晚,大多始于 20 世纪 90 年代[5],但近 10 年来,
应 用 生 态 学 报摇 2012 年 7 月摇 第 23 卷摇 第 7 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jul. 2012,23(7): 1992-1998
UV鄄B辐射增强对陆地生态系统影响的研究得到更
多学者的重视,并取得一系列重要成果. 目前,许多
学者就 UV鄄B辐射增强对植物生长[6-8]、植物生理代
谢[9-11]以及凋落物分解[12-13]等方面的影响进行了
研究和总结,但对 UV鄄B 辐射增强对陆地生态系统
碳循环影响的报道不多. 本文综述了国内外 UV鄄B
辐射增强对陆地生态系统碳输入和碳转化输出的影
响,以及气候因子与 UV鄄B 辐射增强交互作用的研
究进展,特别就 UV鄄B 辐射增强对凋落物光降解的
直接影响进行了详细阐述,以期为 UV鄄B 辐射增强
对陆地生态系统碳循环的研究提供一定的理论
基础.
1摇 UV鄄B辐射增强对陆地生态系统碳输入的影响
UV鄄B辐射增强可影响植物的光合作用(每单
位叶面积固定的 CO2),从而直接影响陆地生态系统
碳循环.在光合反应系统中,叶绿素和光合酶的变化
往往被认为是 UV鄄B 辐射影响光合作用的主要机
制[10] .对北极柳(Salix arctica)的研究表明,UV鄄B 辐
射增强破坏了其光合反应系统域过程,导致光合作
用减少,使植物对大气中 CO2的吸收减弱[14] . 在全
球不同地区的研究也发现相似结果[15-16] . UV鄄B 辐
射增强还抑制光合作用基因表达,损害光合作用过
程中对 UV鄄B敏感的某些物质,如光合酶、叶绿素、
胡萝卜素,从而影响光合作用,降低植物的固碳速
率[17-18] . UV鄄B辐射与植物的气孔导度密切相关,在
低氮条件下,UV鄄B 辐射增强可使玉米的气孔导度、
最大净光合速率及 CO2同化速率减小[19] .
UV鄄B辐射可通过影响光合作用反应过程来影
响植物碳的固定[20] . UV鄄B辐射增强可降低RuBPase
活性和电子传递,使植物的净光合速率降低[21];同
时,UV鄄B辐射增强还可使植物羧化速率下降,光合
量子效率下降,从而降低碳的同化速率[22] .
也有研究表明,UV鄄B 辐射增强对植物的光合
作用没有显著影响[8] . UV鄄B 辐射增强会轻微减少
植物地上部分累积生物量,或抑制叶面积伸长,但
UV鄄B辐射增强对总的光合作用并没有显著影
响[23-24] .这可能是因为 UV鄄B 辐射增强主要改变叶
绿素含量和传导酶活性,对植物光合作用的直接影
响较小,从而对植物固碳影响较小[17] . 也可能与各
试验中不同植物的类型、试验所在纬度的高低以及
不同的试验条件有关[8] .
2摇 UV鄄B辐射增强对陆地生态系统碳转化输出的
影响
摇 摇 据估计,全球每年因凋落物分解释放的 CO2量
为 68 Gt C,约占全球年碳总流通量的 70% [25] .
UV鄄B辐射增强通过影响凋落物分解和土壤呼吸进
而影响陆地生态系统碳转化和输出. UV鄄B 辐射增
强对凋落物分解的影响包括两方面:UV鄄B 辐射通
过影响植物的化学性质来间接影响凋落物分解;
UV鄄B辐射直接对凋落物的光降解过程产生影响.
2郾 1摇 UV鄄B 辐射增强对植物酚类及含氮化合物的
影响
植物酚类化合物含量以及酚类化合物与氮之比
对凋落物分解过程具有重要影响,已引起研究者的
高度重视.
UV鄄B辐射增强使植物酚类化合物浓度升高、
木质素与氮之比增大.当 UV鄄B辐射减少 71%时,植
物大分子溶解性酚类化合物浓度降低 17% [15] .
UV鄄B辐射增强下对大麦(Hordeum vulgare)叶片化
学性质的分析结果表明,UV鄄B 辐射增强会增加酚
类化合物浓度以及木质素与氮之比[26] .由于植物体
内的亚硝酸根和硝酸根具光敏性,在 UV鄄B 辐射增
强下,植物的含氮化合物减少,氮含量下降,导致木
质素与氮之比增加[27] .
但 UV鄄B辐射增强并不会显著影响栎树(Quer鄄
cus robur)叶片的酚类化合物和氮含量[28] .这可能与
不同的植物属种以及不同的地带有关. 如 UV鄄B 辐
射增强不会影响阿根廷南部灌木带的几种蕨类和灌
木的酚类化合物浓度,但会增加常绿假水青岗
(Nothofagus xunninghamii) 酚类化合物含量[29] .
UV鄄B辐射增强不会影响来自弗吉尼亚州火炬松
(Pinus taeda)针叶中的酚类化合物和总氮含量,但
会增加来自马里兰州火炬松针叶中的木质素与氮之
比[30] .
2郾 2摇 UV鄄B辐射增强对凋落物光降解的影响
UV鄄B辐射增强对凋落物降解的影响与试验条
件、所处位置和凋落物类型有关.在荷兰沙丘草地一
个网袋试验中,UV鄄B和 UV鄄A辐射对两种禾本科植
物混合样的降解均没有显著影响[27],而同样条件下
却使拂子茅 ( Calamagrostis epigeios) 质量损失增
加[31] .在南美洲的亚南极生态系统中,UV鄄B 辐射增
强使大麦残体质量损失率增加 10% [26];在北美洲
沙漠,当 UV鄄B辐射增加 80%时,落叶质量损失增加
3% ~4% [32];在中国浙江,UV鄄B辐射增强使马尾松
39917 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 柳淑蓉等: UV鄄B辐射增强对陆地生态系统碳循环的影响摇 摇 摇 摇 摇
(Pinus massoniana)和杉木(Cunninghamia lanceola鄄
ta)分解速率分别增加了 47郾 7%和 69郾 6% [33-34] .
尽管 UV鄄B辐射增强引起凋落物质量损失的机
制尚不清楚,但一般认为有以下 3 点:1)光照改变
凋落物的溶解性,导致可溶性有机碳(DOC)随降雨
而流失[35];2)光照改变凋落物中难降解化合物的含
量[32];3)部分凋落物发生光化学矿化反应生成
CO2、CH4等气体[36] .
2郾 2郾 1 UV鄄B 辐射增强对凋落物可溶性有机碳
(DOC)含量的影响摇 UV鄄B 辐射增强可使某些凋落
物中难降解有机分子发生光化学转化,增加 DOC 含
量. DOC易随降雨流失,而且更容易被微生物利用,
所以,通常认为 UV鄄B 辐射可通过增加凋落物 DOC
含量促进陆地生态系统中碳的输出[35] .但不同的凋
落物和生态系统类型对 UV鄄B 辐射光化学转化的响
应并不相同.在干旱生态系统中,美国可食松(Pinus
edulis)落叶的 DOC 含量因 UV鄄B 辐射处理增加了
56% ,但北美樱桃核桧(Juniperus monosperma)落叶
的 DOC含量却没有增加[35] . 在北美矮树草原生态
系统中,UV鄄B辐射增强并不会使凋落物 DOC 含量
增加,但其矿化生成的 CO2却增加,这可能与该生态
系统中的降雨量有关[36] . 在湿地生态系统中,经
UV鄄B+UV鄄A 辐射处理的芦苇(Phragmites australis)
残体的可溶性有机物(DOM)浓度显著高于暗处理,
意味着 UV 处理使其残体发生了光化学转化[37],这
与其所处的水生环境有一定关系,因为可溶物溶解
进入水中后,会诱导光化学转化.
2郾 2郾 2 UV鄄B辐射增强对凋落物木质素含量的影响
摇 凋落物木质素是一种不容易被微生物降解的多酚
类含碳化合物,但在高强度 UV鄄B 辐射时会被分解,
因为包括木质素在内的酚类化合物具光敏性,能强
烈吸收紫外光[38] . 因此,有研究认为,UV鄄B 辐射对
陆地生态系统碳循环的作用主要是通过加速凋落物
中木质素降解来实现[32] .
大量研究证实,在强 UV鄄B 辐射下,尽管凋落物
总质量损失不多,但木质素含量会显著下降[38-39] .
在荷兰沙地草场,拂子茅凋落物木质素含量随 UV鄄B
的增强而降低,凋落物的降解过程加快[31];在索罗
兰沙漠,大气 UV鄄B辐射处理较过滤掉 UV鄄B辐射处
理的石碳酸灌木(Larrea tridentata)凋落物木质素含
量低[32];在中国浙江林学院试验地,UV鄄B 辐射滤减
使杉木木质素含量增加 13郾 8% [34] .当凋落物木质素
本底值较低时,UV鄄B 辐射增强对木质素的影响并
不显著[35],当凋落物初始木质素含量约 6%时,试
验中未观察到 UV鄄B 辐射增强对木质素有任何影
响[36] .
2郾 2郾 3 UV鄄B辐射增强对凋落物分解产生 CO2和 CH4
的影响摇 在典型干旱生态系统中,凋落物的生物降
解过程受到限制,但凋落物的质量损失速率却并不
低于湿地生态系统[2] . 干旱生态系统光照充足,紫
外线强烈,在强 UV鄄B辐射下,凋落物中的酚类化合
物能产生自由基,使光化学降解得以实现[36] . 光化
学降解产生的 CO2速率与光照类型和光照强度有
关.在 280 ~ 500 nm 的波长辐射中,UV鄄B、UV鄄A 和
光合有效辐射(PAR)对光化学 CO2产生的贡献率分
别为 37% 、18%和 45% [36] .在 2 个月的室内光照试
验中,光化学 CO2的产生速率与光照强度呈正相关,
由此推知,整个美国西南部光化学 CO2的产生速率
为 1 g C·m-2·a-1[40] .可见,UV鄄B辐射增强能通过
光化学反应对整个陆地生态系统碳输出产生较大
影响.
UV鄄B辐射增强使好氧条件下 CH4的产生得以
实现.果胶和多糖等含碳化合物含有丰富的甲氧基,
在有氧条件下甲氧基的自由基过程使陆地生态系统
CH4的产生可能与温度和光照(主要是 UV鄄B 辐射)
有关[41-43] . 温度使 CH4的产生剧烈并具有瞬时性,
但通常所需温度较高(70 ~ 80 益),而 UV鄄B 辐射则
会使 CH4的产生变得持续稳定,且能使光化学 CH4
的产生在室温下进行[44] . 由于各个试验条件、仪器
设备的不同,目前在有氧条件下 CH4的产生过程备
受争议[45] .有研究表明,2 个月的室内 UV鄄B 辐射试
验中,只检测到 CO2的产生,并没有检测到 CH4的产
生[40] .
2郾 3摇 UV鄄B辐射增强对土壤呼吸的影响
UV鄄B辐射增强对土壤呼吸有显著的消极影
响. UV鄄B 辐射增强能抑制土壤鄄冬小麦系统的土壤
呼吸速率[46] . UV鄄B辐射增加 20%使种植大豆的土
壤呼吸速率降低 30郾 3% [47] . UV鄄B 辐射增强对土壤
呼吸的影响可能通过降低土壤微生物呼吸来实现.
UV鄄B辐射增强可影响微生物的定殖能力,从
而影响微生物呼吸. 研究表明,UV鄄B 辐射增强使春
小麦(Triticum aestivum)叶片中康宁木霉(Trichoder鄄
ma koningii)和出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)
定殖率显著降低[48];使根乃拉草(Gunnera magellan鄄
ica)中青霉菌(Penicillium thomii)定殖能力减弱[49] .
微生物的定殖能力与其对 UV鄄B 辐射增强的耐受性
有关,如 UV鄄B 辐射增强不仅不会使栎树凋落物中
4991 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
微生物定殖能力减弱,反而使担子菌在凋落物中的
定殖能力增强[50] .
UV鄄B辐射可通过影响凋落物和土壤的化学组
成来改变土壤生态系统中微生物数量,且这种影响
大多是消极的[51-52] .在强 UV鄄B辐射下,甘蔗割手密
(Saccharum spontaneum)无性系栽培土壤的细菌、真
菌和放线菌数量急剧下降[51],阿根廷火地岛根乃拉
草降解过程中的青霉菌数量大幅减少[49],云莓
(Rubus chamaemorus)和帚石楠(Calluna vulgaris)土
壤中分离出来的青霉菌和曲霉菌(Aspergillus fumig鄄
atus)的孢子萌发率仅为原来的 56% ~ 78% ,菌丝伸
长减少 15% ~25% [52] .不同的细胞壁特性使不同的
微生物对 UV鄄B辐射增强的响应不同,如 UV鄄B辐射
增强使甘蓝型油菜(Brassica napus)残体中着色孢子
菌(Cladosporium sphaerospermum)及附球真菌(Epic鄄
occum purpurascens)的数量增加,而使透明的木霉菌
数量减少[53] .
UV鄄B辐射增强对土壤微生物多样性也有重要
影响. UV鄄B辐射增强可使甘蔗栽培土壤微生物数
量降低,多样性增加[51];使阿根廷南部泥炭地有壳
变形虫类的数量和多样性增加,而轮虫、线形虫、螨
虫的多样性则减少[54];也有研究表明,泥炭地系统
中的细菌、微藻类、原生动物类多样性对 UV鄄B 辐射
增强均没有明显响应[55] . 这可能与不同的试验时
间、UV鄄B辐射强度以及微生物定殖位置有关[54-55] .
3摇 气候变化下 UV鄄B 辐射增强对陆地生态系统碳
循环的影响
摇 摇 随着气候变化的深入,一些重要的陆地生态因
子,如温度、水分、到达地球表面的辐射和大气中
CO2浓度会有明显改变.故 UV鄄B辐射与气候因子之
间的交互作用,可能使陆地生态系统碳循环发生非
线性变化.随着 UV鄄B辐射的进一步增强,其对生态
系统的威胁将更加严重,系统中不同物种,特别是系
统结构与功能的改变及其对气候变化的响应,使它
们在碳循环中的作用将更加重要.
3郾 1摇 UV鄄B辐射增强与温度之间的交互作用
如果水分条件保持不变,气候变暖将增加植物
碳库积累,特别在北方森林和苔原系统中,现存的植
被会被生产力高的植被所取代. 但在某些生态系统
中,UV鄄B辐射有降低生物量的潜力,这会抵消一部
分由气候变暖引起的植物碳库的增加. 同时,UV鄄B
辐射对植物碳氮比的改变使暖冬造成的虫害减少,
将缓解植物的过度损失,使陆地生态系统碳得以
保持[9] .
大气中的卤代烃类物质有很强的化学活性,能
破坏臭氧层,使 UV鄄B 辐射增强而加剧全球气候变
化.全球变暖会促进盐碱湿地、泥炭地和森林植被向
大气中排放更多卤代烃化合物,使陆地生态系统碳
输出增加,而 UV鄄B 辐射增强则抑制植物排放更多
的卤代烃化合物,以减少碳的输出. 同时,温度的变
化还会补偿一部分由于 UV鄄B 诱导植物体氧化释放
CO引起的碳库的损失[56] .
3郾 2摇 UV鄄B辐射增强与水分之间的交互作用
一般来讲,水分条件通过影响土壤中微生物的
活性而影响陆地生态系统的碳循环,但 UV鄄B 辐射
增强却可通过非生物过程来影响陆地生态系统碳的
输出.许多研究表明,在凋落物降解过程中,UV鄄B
辐射与土壤含水量之间存在一定的交互作用[57-59] .
UV鄄B辐射和水分条件可共同加速陆地生态系
统碳的周转,二者能对凋落物的生物降解过程和非
生物降解过程起促进作用. 对美国里奥格兰德河岸
森林凋落物降解因素的研究表明,增强 UV鄄B 辐射
和补充水分时,胞外酶(特别是氧化酶类)的活性会
大大增强,但在没有接受光照而补充水分或湿度较
低条件下接受 UV鄄B 辐射时,其凋落物的降解率没
有显著差异[57] .
在某些情况下,UV鄄B 辐射效果和水分处理的
效果会相互制约.野外模拟试验表明,在降雨较少的
干旱地带,UV鄄B 辐射增强对凋落物降解的影响更
显著. UV鄄B辐射能使碳输出加剧[58],而水分条件充
足的湿热生态系统对 UV鄄B 辐射增强的响应不明
显,UV鄄B辐射对碳循环产生的影响有限[59] .考虑到
湿热系统在陆地生态系统中所占比例较高,关于
UV鄄B辐射增强对湿热生态系统的影响还需要更多
的研究来证实.
3郾 3摇 UV鄄B辐射增强与大气 CO2浓度之间的交互
作用
大气中 CO2浓度的增加会促进植物的光合作
用,增加陆地生态系统中碳的输入.但植物生产力的
提高和林冠层厚度的增加,会导致 UV鄄B 的透过率
降低,影响植物底层凋落物的降解,使碳循环周转的
过程减缓[24] .同时,大气中 CO2浓度增加和 UV鄄B辐
射增强还会导致凋落物化学性质的变化,促进凋落
物的降解,改变其土壤中碳库的积累[60] .
多数研究认为,在提高 CO2浓度条件下,凋落物
更容易受 UV鄄B 辐射而发生光降解. 在人为升高
CO2浓度下,凋落物比在自然条件下更容易被 UV鄄B
59917 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 柳淑蓉等: UV鄄B辐射增强对陆地生态系统碳循环的影响摇 摇 摇 摇 摇
辐射降解,这可能是由于 CO2浓度提高有利于植物
体产生更多碳水化合物,改变着其凋落物中碳氮比,
而 UV鄄B 辐射能促进碳氮比较高的凋落物的降
解[60] .增加 UV鄄B 辐射和 CO2浓度还能增强微生物
对氮的固定,从而影响碳和氮的循环.在 UV鄄B 辐射
和 CO2浓度分别增强时,北极地区微生物对 UV鄄B
辐射增强的响应更明显. 但在同时增强 UV鄄B 辐射
和 CO2浓度与只增加 UV鄄B 辐射条件下,微生物种
群结构的表现有很大不同[61] .
综上所述,UV鄄B 辐射增强能通过影响碳的输
入和转化输出,对陆地生态系统碳循环产生一定影
响. UV鄄B辐射对碳输入的影响多是消极影响,它能
通过多种途径阻碍光合作用. 然而 UV鄄B 辐射增强
对碳转化输出的影响却有两面性:一方面它能加速
凋落物中含碳类化合物(如木质素、纤维素)的降
解,产生可溶性化合物或直接矿化生成 CO2,促进陆
地生态系统碳的输出;另一方面,它又能抑制土壤的
呼吸速率,阻碍某些微生物的活性,使微生物群落发
生更替. 另外,UV鄄B 辐射增强还与其他环境因子
(如温度、水分和 CO2)发生交互效应,共同影响陆
地生态系统碳循环.
4摇 问题与展望
臭氧层浓度降低、入射到地面 UV鄄B 辐射增强
以及全球变暖加剧,使人们开始关注 UV鄄B 辐射增
强对陆地生态系统碳循环的影响.目前,国内外关于
UV鄄B辐射对陆地生态系统植物、凋落物和微生物
的研究屡见报道,但真正涉及陆地生态系统碳循环
的研究还较少.为了更好地掌握陆地生态系统碳循
环过程,预测未来气候变化条件下碳循环的变化趋
势,研究 UV鄄B辐射增强以及 UV鄄B辐射增强与其他
气候条件之间的交互作用对陆地生态系统碳循环的
影响显得尤为重要.
UV鄄B辐射增强对陆地生态系统碳循环影响的
研究是一个新兴的研究领域,有很多问题值得探究,
以下所列出的问题可供今后相关研究参考:1)目
前,有关 UV鄄B 辐射增强对物质循环的影响主要集
中在干旱半干旱生态系统以及南北极荒原地区,对
生产力较大的农田、森林生态系统研究较少.即使有
研究,也多集中在 UV鄄B辐射增强对碳输入的影响,
关于 UV鄄B辐射对陆地生态系统碳输出的研究相对
较少. 2) UV鄄B 辐射增强对陆地生态系统的研究多
为室内模拟试验,野外试验相对较少.室内虽能自由
控制各种条件,但往往会忽略某些实际条件的影响,
而野外试验能更好地与实际环境接轨,弥补室内试
验的不足,使研究数据更具说服力. 3)在全球气候
变化的大背景下,对 UV鄄B 辐射增强与其他气候条
件之间的交互作用对陆地生态系统碳循环的影响已
进行了一些研究,但其数据并不全面,代表性也值得
怀疑. 4)研究中引起 UV鄄B辐射变化的方式有很多,
有直接用滤膜过滤太阳光,也有采用人为光源,但不
同方式的 UV鄄B 辐射条件不一致,对所获得的结果
往往很难进行比较,因此,统一的方法对未来的研究
更加重要.
综合分析国外的研究现状以及我国的具体国情
之后,笔者认为今后可围绕以下几个方面展开研究:
1)我国森林面积和农田面积占世界之首,森林生态
系统和农田生态系统是全球最重要的生态系统,其
碳库的变化在全球碳循环中占有非常重要的地位,
因此,研究 UV鄄B 辐射增强对森林和农田生态系统
碳循环的影响,不仅可完善我国森林和农田生态系
统碳循环研究,还可为全球气候变化对陆生生态系
统碳循环的影响提供理论依据. 2) UV鄄B 辐射增强
对陆地生态系统碳循环影响的研究方法还不成熟,
很多条件不一致,在以后的研究中,需要尽量保持试
验条件的一致性,积极探索更好的模拟野外试验的
方法,确保数据可靠、有代表性. 3)由于人类活动引
发的全球温室气体上升所带来的全球变暖问题已日
趋严重,研究 UV鄄B 辐射与大气 CO2浓度和温度之
间的交互作用对我国陆地生态系统碳循环的影响,
不仅可为了解气候变化下陆地生态系统碳循环的变
化模式提供科学依据,也可为我国在国际环境外交
中提供一定的数据支持.
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作者简介摇 柳淑蓉,女,1986 年生,硕士.主要从事土壤和凋
落物碳氮循环及其影响因素研究. E鄄mail: shurong鄄liu@ hot鄄
mail. com
责任编辑摇 杨摇 弘
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