近日，北京林业大学水土保持学院查天山教授团队在Nature子刊《Communications Earth Environment》在线发表了题为“Seasonal warming responses of the carbon dioxide sink from northern forests are sensitive to stand age”的研究论文, 该研究为气候变化背景下森林碳汇经营管理提供了重要科学依据。
研究团队整合了来自FLUXNET、AmeriFlux、Chinaflux和ICOS等国际通量观测网络的982个观测年数据，涵盖65个监测站点，系统研究了温带和北方森林生态系统净CO2交换（NEE）对时空非对称性增温的响应特征。研究发现，在非对称增温背景下，老龄林（林龄>90年）表现出比幼龄林（林龄<40年）更强的碳汇韧性。
研究首次系统揭示了不同季节增温对森林碳汇功能的差异化影响机制：在不考虑林龄因素时，春季增温显著促进森林碳汇，而夏、秋季增温则抑制碳汇功能。进一步研究表明，春季增温对老龄林的碳汇促进作用显著强于幼龄林，而夏、秋季增温对幼龄林碳汇的抑制作用则更为明显。这一发现表明，季节性非对称增温将导致老龄林碳汇能力增强，而幼龄林碳汇能力减弱。
图1 森林覆盖范围（>30°N）及通量观测站分布图（n=65）
图2 不考虑林龄时NEE的气候敏感性
图3不同林龄森林NEE的气候敏感性
基于1951-1970年与2001-2020年两个时期的气温差异，研究团队量化了近二十年全球气温变化速率，并结合全球森林林龄分布数据，将净CO2交换（NEE）气候敏感性分析结果外推至北纬30°以北的全球森林生态系统。研究发现，忽略季节性非对称增温效应会导致对幼龄林主导区域碳汇能力的高估，同时低估老龄林主导区域的碳汇潜力。此外，仅依据幼龄林温度敏感性来预测全球森林碳汇功能将产生系统性低估。这一发现强调了在气候变化研究中必须同时考虑季节性非对称增温和林龄结构两个关键因素；同时研究结果为改进现有增温控制实验设计提供了重要启示，表明未来实验设计需要更加全面地纳入季节性增温模式和林龄结构的影响，以提高预测的准确性。
图4 北半球森林（>30°N）碳汇功能对增温模式的响应差异
（a. 季节性均匀增温情景下的碳汇变化；b. 不考虑林龄结构的非对称性季节增温情景下的碳汇变化；c. 基于幼龄林气候敏感性、在非对称性季节增温背景下的全球森林碳汇模拟结果；d. 非对称性季节增温背景下，不同林龄森林碳汇功能的差异化响应。 ）
北京林业大学水土保持学院刘鹏副教授为该论文的第一作者，查天山教授担任通讯作者。研究团队主要成员还包括贾昕教授、田赟副教授以及原博士研究生李鑫豪。该研究获得了国家重点研发计划（2020YFA0608100）、国家自然科学基金（32101588）等国家级科研项目的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s43247-025-02008-7