标题：
Seasonal warming responses of the carbon dioxide sink from northern forests are sensitive to stand age
期刊：
Communications Earth & Environment
作者：
Peng Liu, et al.
DOI:
https://doi.org/10.1038/s43247-025-02008-7
引用：
Liu, P., Zha, T., Black, T.A. et al. Seasonal warming responses of the carbon dioxide sink from northern forests are sensitive to stand age. Commun Earth Environ 6, 43 (2025).
1. 引言
北方森林（位于30°N以北）是全球重要的陆地碳汇，其在碳循环中的作用至关重要。然而，随着气候变暖，特别是季节性温度变化的非均匀性，可能会影响森林的CO2吸收能力。本文旨在评估季节性温暖如何影响不同年龄阶段森林的CO2吸收，并揭示年龄对这些温暖响应的调节作用。
2. 结果
季节性温暖对CO2吸收的影响
在温暖的春季，温度升高与净CO2吸收的增加相关联，特别是在老年森林（>90年）中，效果更加显著。相比之下，年轻森林（<40年）在夏季和秋季的温暖响应更为负面，表现为CO2吸收的减少。
季节性温暖对CO2吸收的影响在不同林分年龄群体之间有所不同：在春季，老年森林表现出较强的光合作用增强，而年轻森林则表现出较大的夏季和秋季CO2吸收下降。
林分年龄对温暖响应的影响
通过对不同年龄群体的比较，研究发现老年森林对春季温暖更为敏感，能显著增加CO2吸收。而年轻森林在夏季和秋季的CO2吸收则受到更多负面影响，主要因为光合作用受限。
季节性温暖变化对长期CO2吸收的影响
在对未来温暖情景的模拟中，季节性非均匀温暖（春季温暖较强，而夏季温暖较弱）显著改变了不同年龄森林的CO2吸收能力，尤其是在西伯利亚等地区，春季温暖加剧了CO2吸收，而夏季温暖则导致CO2吸收减少。
3. 讨论
春季温暖对CO2吸收的正面效应
春季的温暖通过促进树木生长和光合作用，增强了CO2吸收，尤其是在老年森林中，这种效应更加明显。这是因为老年森林具有更好的土壤条件和较强的光合作用能力，能够更有效地利用春季温暖。
夏季和秋季温暖的负面影响
夏季和秋季的温暖对CO2吸收有负面影响，尤其是在年轻森林中，光合作用受到水分限制，导致CO2吸收能力下降。老年森林的CO2吸收较少受到影响，这可能与其较强的抗旱能力和更好的水分利用效率有关。
温暖模式对森林碳汇的影响
本研究强调，季节性温暖的非均匀性对北方森林的碳汇功能有重要影响。考虑到林分年龄的因素，可以更准确地预测未来气候变化对森林碳吸收的影响。温暖春季有助于增加CO2吸收，但夏季温暖则可能减少森林的碳汇能力。
4. 方法
数据来源与处理
研究使用了来自FLUXNET、AmeriFlux、Chinaflux和ICOS等多个数据网络的多年度净CO2交换（NEE）观测数据，共涉及65个北方森林地点。这些地点的林分年龄范围从2年到475年不等，数据涵盖了春季、夏季、秋季和冬季的CO2吸收情况。
统计分析方法
使用线性混合效应模型分析了不同季节、林分年龄群体和森林类型的NEE响应。模型考虑了温度、植物生产力、土壤水分和光照等环境因素对CO2吸收的影响。通过多年的观测数据，研究估算了温暖对不同季节和不同林分年龄组CO2吸收的影响。
温暖情景模拟
研究通过将月度温度灵敏度与历史温暖数据结合，模拟了2001至2020年与1951至1970年的温暖趋势对CO2吸收的影响。模拟结果表明，考虑到林分年龄的影响后，非均匀的季节性温暖情景会导致CO2吸收的变化大于均匀温暖情景。
5.重要图表
图1. 研究地点地图
图2. 不同季节 ΔNEE 与环境驱动因素之间的敏感度（回归斜率）
图3. 以林龄组别（即林龄小于 40 年、林龄介于 40 年至 90 年之间以及林龄大于 90 年）为特征的不同季节中，ΔNEE 与环境驱动因素之间的敏感度（回归斜率）
图4. 北部森林（北纬大于 30°，森林覆盖率大于 15%）的 ΔNEE 估计值
图5. 不同季节的估计 ΔNEE
6.数据可用性与代码可用性
数据可用性
本研究使用的数据可从以下数据库中公开获取：
涡度协方差测量数据来自 ICOS、FLUXNET2015 数据集
(https://fluxnet.org/login/?redirect_to=/data/download-data/)
和AmeriFlux 数据集：
(https://ameriflux.lbl.gov/data/download-data/)
全球林龄数据集
https://doi.pangaea.de/10.1594/PANGAEA.889943
MOD13Q1 EVI 数据
https://appeears.earthdatacloud.nasa.gov/task/point
全球变暖趋势摘自 CRU TS v.4.07数据集：
https://crudata.uea.ac.uk/cru/data/hrg/cru_ts_4.07/cruts.2304141047.v4.07/
全球 SPEI 数据（SPEIbase v2.10）：
https://spei.csic.es/database.html
生成这些数据的数据可在 Zenodo 网站上找到：
https://doi.org/10.5281/zenodo.10865368
英文摘要
Northern forests (forests north of 30°N) are major terrestrial carbon dioxide (CO2) sinks, while rapid warming can disturb their CO2 sink function. Here we use multi-year net CO2 exchange observations from 65 northern forest sites to show that the increased net CO2 uptake during warmer springs was more pronounced in old forests (>90 years old) compared to young (<40 years old) and mid-aged (40–90 years old) forests. In addition, the decreased net CO2 uptake during warmer summers and autumns was more pronounced in young forests compared to mid- and old-aged forests. Annually, this resulted in an increase in net CO2 uptake due to seasonal warming for old forests (4.8 g C m−2 yr-1) and a decrease in young- and mid-aged forests (3.2 and 0.8 g C m−2 yr-1, respectively). In future projections, increasingly uneven seasonal warming may amplify the impacts of stand age on CO2 sinks of northern forests.
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