東北地理所在青藏高原沼澤濕地固碳研究中取得進(jìn)展
青藏高原分布有大面積的沼澤濕地，該地區(qū)沼澤濕地在全球碳循環(huán)中起著重要的作用。作為沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)重要的功能參數(shù)，植被凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)是衡量沼澤濕地固碳潛力的重要指標(biāo)。氣候變化顯著影響沼澤濕地植被NPP，進(jìn)而影響沼澤濕地碳的固定。明確沼澤濕地植被NPP時(shí)空動(dòng)態(tài)及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)對(duì)于評(píng)估青藏高原沼澤濕地固碳潛力具有重要意義。基于MODIS NPP數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，東北地理所濕地生態(tài)系統(tǒng)管理學(xué)科組分析了2000-2020年青藏高原沼澤濕地植被NPP時(shí)空變化特征，并探究了氣候變化對(duì)沼澤植被NPP的影響。
研究結(jié)果表明，青藏高原沼澤濕地植被年均NPP在過去的20年呈顯著上升趨勢(shì)(11.70 g C·m-2/10a)，其中東北部上升最為明顯。研究發(fā)現(xiàn)，白天和夜晚升溫對(duì)青藏高原沼澤濕地植被NPP具有不對(duì)稱的影響。冬季和春季夜晚升溫能夠通過減少凍害的發(fā)生，在一定程度上增加青藏高原沼澤濕地植被NPP。在夏季，白天和夜晚升溫均會(huì)導(dǎo)致植被NPP顯著升高，其原因可能是因?yàn)榘滋煸鰷貢?huì)促進(jìn)植被光合作用，夜晚升溫盡管會(huì)導(dǎo)致呼吸作用增強(qiáng)，但在沼澤濕地充裕的水分條件下易發(fā)生“超補(bǔ)償效應(yīng)”(植物由于夜晚呼吸作用增強(qiáng)消耗大量有機(jī)物，會(huì)激發(fā)和促進(jìn)第二天的光合作用合成更多有機(jī)物來進(jìn)行補(bǔ)償)，進(jìn)而導(dǎo)致植被NPP升高。此外研究發(fā)現(xiàn)，在生長季初期，春季降水量的增加能顯著促進(jìn)青藏高原沼澤濕地植被的生長。研究指出未來利用模型模擬沼澤植被NPP時(shí)，需考慮不同季節(jié)氣候變化的影響，并強(qiáng)調(diào)在全球晝夜不對(duì)稱增溫(夜晚增溫速度快于白天)背景下，應(yīng)充分考慮白天和夜晚溫度對(duì)沼澤濕地植被的不同影響。研究結(jié)果為進(jìn)一步評(píng)估青藏高原沼澤濕地固碳潛力，明確高寒沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)與氣候變化相互關(guān)系提供了科學(xué)依據(jù)。
研究成果于近期發(fā)表于Global Biogeochemical Cycles，中科院東北地理所神祥金副研究員為第一作者，姜明研究員為通訊作者。本研究得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、吉林省自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院基礎(chǔ)前沿科學(xué)研究計(jì)劃從0到1原始創(chuàng)新項(xiàng)目、中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目的資助。
圖1 青藏高原沼澤濕地植被多年平均NPP及變化趨勢(shì)(2000-2020年)
圖2 青藏高原沼澤濕地植被年均NPP與氣象因子的相關(guān)性
圖3 氣候變化對(duì)青藏高原沼澤濕地植被碳固定影響機(jī)制
論文信息如下:
Shen Xiangjin, Liu Yiwen, Zhang Jiaqi, Wang Yanji, Ma Rong, Liu Binhui, Lu Xianguo, Jiang Ming*. Asymmetric impacts of diurnal warming on vegetation carbon sequestration of marshes in the Qinghai Tibet Plateau. Global Biogeochemical Cycles, 2022. 36. e2022GB007396. https://doi.org/10.1029/2022GB007396
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