森林生态系统对大气CO2上升的不同反应：对全球碳循环的影响

在两个平行但独立的实验中，使用自由空气CO2富集（FACE）技术将不同的常绿南方黄松（Pinus taeda L.）和落叶甜胶（Liquidambar styraciflua L.）森林的样地暴露于2050年预期的CO2水平。两个森林中，净初级生产力（NPP）和净生态系统生产力（NEP）均有所增加。在2000年，将松树和甜胶暴露于升高的CO2约5年和3年后，完整的预算计算显示，松林和甜胶林的净生态系统生产力（NEP）分别增加了41%和44%，代表这两个森林中额外储存了174 gC m−2和128 gC m−2。初级生产力（NPP）的刺激未伴随叶面积指数或光吸收的相应增加，使得辐射利用效率（定义为每单位吸收的光合活性辐射的NPP）提高了23–27%。相较于甜胶林，南方黄松林中更高的植物呼吸导致NPP更低，并且这些森林对CO2富集的反应不同。松林主要将碳增加到长寿命的木质组织中，而在甜胶林中，暴露于升高的CO2导致活性细根的产量大幅增加。与松林相比，更多分配到更活跃的组织可能导致甜胶林中碳更快速地循环回大气中。氮循环的不平衡可能在未来降低这些森林对升高CO2实验暴露的反应，但即使是在这些森林目前观察到的刺激水平下，土地利用变化对碳封存的影响可能大于CO2诱导的生长刺激的影响.