東北地理所在氣候變化對(duì)大、小興安嶺濕地植被群落演替及碳匯功能影響研究中取得新進(jìn)展
全球超過(guò)50%的濕地分布在高緯地區(qū)，并儲(chǔ)存著約400-500Pg土壤碳，這些高緯濕地是受氣候變化影響顯著的脆弱生態(tài)系統(tǒng)之一。在高緯地區(qū)，當(dāng)增溫導(dǎo)致凍土退化、活動(dòng)層加深的同時(shí)，高緯濕地水文平衡也被打破，進(jìn)而導(dǎo)致高緯濕地植被發(fā)生演替、退化甚至萎縮，從而影響高緯濕地碳匯功能。東北地理所濕地生態(tài)系統(tǒng)管理學(xué)科組利用生態(tài)位理論分布模型、凍土模型和濕地大數(shù)據(jù)，在植被群落尺度，對(duì)未來(lái)氣候變化背景下的大、小興安嶺地區(qū)高海拔濕地植被群落演替趨勢(shì)和變化特征進(jìn)行了模擬，估算了該地區(qū)高緯濕地土壤碳庫(kù)，定量評(píng)估了氣候變化對(duì)濕地碳庫(kù)功能的潛在影響。該研究成果為應(yīng)對(duì)氣候變化，建立區(qū)域濕地適應(yīng)性管理措施提供科學(xué)支持。
高緯濕地可持續(xù)發(fā)揮碳匯功能的兩個(gè)關(guān)鍵條件是低溫和厭氧環(huán)境。然而，由于氣候變暖，作為濕地隔水層的多年凍土退化甚至消失，適于高緯濕地植物群落分布的生態(tài)位條件將改變。本研究模擬結(jié)果表明，至21世紀(jì)末，在不同的增溫情景下，大、小興安嶺自然濕地的4.5%～23.8%將發(fā)生退化，并導(dǎo)致約0.08～0.32Pg的濕地土壤碳庫(kù)（占該區(qū)域總濕地土壤碳庫(kù)的5.4%～20.5%）喪失原有濕地植被和淹水條件，這部分穩(wěn)定碳庫(kù)將可能轉(zhuǎn)為活躍并變成碳源。另一方面，本研究的結(jié)果也預(yù)測(cè)了未來(lái)氣候情景下不同濕地植物群落之間的演替趨勢(shì)特征。在氣候變暖驅(qū)動(dòng)下，至21世紀(jì)末，具有較高競(jìng)爭(zhēng)能力的小葉章群落（A9）將向北遷移，并可能入侵北部泥炭蘚群落（A10），進(jìn)而成為大、小興安嶺最大的濕地植物群落，這種維管植物向苔蘚植物的演替可能會(huì)對(duì)未來(lái)大、小興安嶺濕地的碳累積和儲(chǔ)存能力產(chǎn)生負(fù)面影響。
圖1 氣候變化情景下大、小興安嶺地區(qū)濕地植物群落和凍土的空間分布
圖2 氣候變化情景下大、小興安嶺地區(qū)濕地植物群落演替圖
相關(guān)研究成果于2021年發(fā)表在國(guó)際期刊Land Degradation & Development上。本研究由東北地理所薛振山副研究員，姜明研究員，張仲勝研究員，武海濤研究員和張婷婷碩士共同完成，得到國(guó)家自然科學(xué)基金委區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金（U19A2042, U20A2083）、國(guó)家自然科學(xué)基金（41671087, 41671081, 41471081）和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016YFC050040106, 2016YFA060230302）資助。
論文信息：
Zhenshan Xue, Ming Jiang, Zhongsheng Zhang, Haitao Wu, Tingting Zhang. Simulating Potential Impacts of Climate Changes on Distribution Pattern and Carbon Storage Function of High‐Latitude Wetland Plant Communities in the Xing'anling Mountains, China, Land Degradation & Development, 2021. https://doi.org/10.1002/ldr.3945
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