森林是重要的陸地生態系統碳匯，全球變暖將會深刻影響森林的碳匯格局。目前，在全球已建立了數十個森林增溫站點，但絕大多數規模較?。▓D1），無法揭示在生態系統尺度上森林氣候變暖的響應規律及其機制。野外增溫的方法分為主動和被動增溫方式，主動增溫主要包括加熱電纜和紅外輻射增溫，通常能穩定控制增溫幅度。相較于其它增溫方式，紅外輻射增溫也更能模擬自然的氣候變暖過程，且對生態系統擾動小。然而，過去開展的森林紅外輻射增溫樣方面積也普遍都較小，樣方面積通常小于12m2。森林生態系統具有結構復雜、地形多變、空間異質性較大等特點，因此，開展大型野外增溫實驗將有助于更好的評估森林生態系統對氣候變暖的響應。目前，國際上僅有兩個研究站點具有足夠大的樣方并開展了此類研究，一個位于美國的Harvard Forest，一個是位于瑞典的Flakaliden Forest，均采用電纜增溫。我國東北地區溫帶森林是區域尺度上重要的森林碳匯，且處于氣候變暖的敏感區域及快速升溫區，然而該地區尚無原位土壤增溫實驗（圖1）。 　  

　　基于此，中科院沈陽生態所方運霆研究員團隊依托遼寧清原森林生態系統國家野外科學觀測研究站建立了東北亞地區最大的森林野外增溫實驗平臺（圖2）。實驗設計增溫和對照2個處理，3個樣方重復，單個樣方面積達到108m2。首次采用聯排紅外輻射燈陣方法進行增溫，結合控溫系統對0-10cm土壤增溫2 。采用全天24小時增溫方式，增溫時間段是每年的無雪期（3月下旬-12月上旬）。增溫平臺的建設目標是評估我國東北典型森林生態系統碳匯對增溫的響應及其機制。該平臺于2017年開始籌建，并于2018正式運行。 

　　2018-2021年4年連續觀測表明增溫系統能夠使0-10cm土壤穩定增溫2 （圖3），同時也使10-60cm土壤升溫1.2-2 。紅外熱成像儀的結果顯示，表層土壤的增溫效果非常均勻。此外，增溫并未顯著改變土壤濕度。清原森林野外增溫平臺自建成以來運行良好，能克服復雜的野外氣候條件，這些結果充分表明聯排紅外燈陣增溫方案的可行性，本平臺穩定的增溫效果為量化森林在生態系統尺度上對升溫的響應奠定了堅實的方法基礎。 

　　上述結果以“Design and performance of an ecosystem‐scale forest soil warming experiment with infrared heater arrays”為題在線發表在Methods in Ecology and Evolution期刊。沈陽生態所博士生段伊行和助理研究員劉冬偉為共同第一作者，方運霆研究員為通訊作者。該研究得到了國家科技部重點研發計劃項目、中國科學院前沿科學重點研究項目、中國科學院森林生態與管理重點實驗室等項目的支持。 

圖1 全球森林增溫站點分布圖(n=38）

圖2 清原森林紅外輻射增溫實驗平臺俯視圖

圖3 清原森林土壤增溫對0-10cm土壤溫度和濕度的影響（紅色背景區域表示增溫時段）