東北地理所在Global Change Biology發(fā)文揭示中國(guó)濕地土壤有機(jī)碳庫(kù)現(xiàn)狀與變化特征
濕地作為“山水林田湖草沙”生命共同體的重要組成部分，是陸地生態(tài)系統(tǒng)中重要的碳庫(kù)，在全球碳循環(huán)中發(fā)揮著重要作用。在“碳中和”背景下，精準(zhǔn)估算濕地土壤有機(jī)碳庫(kù)現(xiàn)狀并了解其變化特征具有重要的科學(xué)價(jià)值。然而，受土壤有機(jī)碳密度樣本數(shù)量有限、濕地空間分布數(shù)據(jù)不統(tǒng)一、估算方法多采用簡(jiǎn)單的清單法或線性插值等因素限制，已有的大尺度濕地土壤有機(jī)碳庫(kù)估算結(jié)果不確定性較大，無(wú)法準(zhǔn)確揭示濕地土壤有機(jī)碳的空間格局和儲(chǔ)量變化特征。
東北地理所地理景觀遙感研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了國(guó)家尺度濕地土壤有機(jī)碳密度樣本數(shù)據(jù)庫(kù)，包含2000—2020年20年期間的809個(gè)樣本，并集成多源地理空間數(shù)據(jù)集和自主完成的多期中國(guó)濕地空間分布數(shù)據(jù)集，采用機(jī)器學(xué)習(xí)方法揭示了中國(guó)濕地土壤有機(jī)碳庫(kù)變化的時(shí)空特征。
研究結(jié)果表明：2000年和2020中國(guó)濕地1米深度的平均土壤有機(jī)碳密度分別為25.03±3.11和26.57±3.73 kg C m-2 ，20年間增長(zhǎng)了6.15%；盡管同期土壤有機(jī)碳密度有所增加，但由于濕地面積的減少，全國(guó)土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量減少了8.03%，從4.73±0.58 Pg減少到4.35±0.61Pg；2000年以來(lái)未發(fā)生土地覆被類型變化的濕地平均土壤有機(jī)碳密度增加2.15 kg C m-2，凈積累速率為107.5±12.4 g C m？2 yr？1。濕地土壤有機(jī)碳密度受氣溫和降水等多種環(huán)境因素的影響，未來(lái)氣候變暖或干燥將導(dǎo)致濕地有機(jī)碳儲(chǔ)量的減少；在SSP1-2.6情景下，中國(guó)濕地碳儲(chǔ)量未來(lái)不會(huì)發(fā)生顯著變化；而在SSP5-8.5情景下，中國(guó)濕地碳儲(chǔ)量到2100年將顯著減少約5.77%。
本研究從國(guó)家尺度濕地土壤有機(jī)碳密度樣本庫(kù)構(gòu)建、具有數(shù)據(jù)一致性的國(guó)家尺度濕地分布數(shù)據(jù)集、濕地土壤有機(jī)碳密度空間預(yù)測(cè)方法三個(gè)角度入手，對(duì)中國(guó)濕地土壤有機(jī)碳庫(kù)估算進(jìn)行了優(yōu)化創(chuàng)新研究，更準(zhǔn)確地揭示了中國(guó)濕地土壤有機(jī)碳庫(kù)現(xiàn)狀特征、歷史變化和未來(lái)趨勢(shì)。研究結(jié)果對(duì)估算和預(yù)測(cè)全球濕地土壤有機(jī)碳儲(chǔ)庫(kù)具有重要指導(dǎo)意義，將有助于加深對(duì)于國(guó)家和全球濕地碳循環(huán)的理解。
圖1 中國(guó)濕地土壤有機(jī)碳密度空間分布及其變化
研究成果近期在線發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)期刊Global Change Biology（IF=13.211）。本研究由東北地理所任永星特別研究助理、毛德華研究員（通訊作者）、王宗明研究員、宋開(kāi)山研究員、于子成研究員和圣地亞哥州立大學(xué)大學(xué)徐小鋒教授等共同完成。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金（42222103）、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)優(yōu)秀會(huì)員項(xiàng)目（2017277）和東北地理所青年科學(xué)家小組項(xiàng)目（2022QNXZ03）等共同資助。
論文信息如下: Yongxing Ren, Dehua Mao*, Zongming Wang, Zicheng Yu, Xiaofeng Xu, Yanan Huang, Yanbiao Xi, Ling Luo, Mingming Jia, Kaishan Song, Xiaoyan Li. China’s wetland soil organic carbon pool: New estimation on pool size, change, and trajectory. Global Change Biology. 2023, doi: 10.1111/gcb.16923.
論文鏈接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gcb.16923
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