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森林生态系統的碳儲量研究

生活更新时间:2024-07-26 06:17:32

青藏高原分布有大面積的沼澤濕地，該地區沼澤濕地在全球碳循環中起着重要的作用。作為沼澤濕地生态系統重要的功能參數，植被淨初級生産力（NPP）是衡量沼澤濕地固碳潛力的重要指标。氣候變化顯著影響沼澤濕地植被NPP，進而影響沼澤濕地碳的固定。明确沼澤濕地植被NPP時空動态及其對氣候變化的響應對于評估青藏高原沼澤濕地固碳潛力具有重要意義。基于MODIS NPP數據和氣象數據，中國科學院東北地理與農業生态研究所濕地生态系統管理學科組分析了2000年至2020年青藏高原沼澤濕地植被NPP時空變化特征，并探究了氣候變化對沼澤植被NPP的影響。

研究結果表明，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（11.70 g C·m^-2/10a），其中東北部上升最為明顯。研究發現，白天和夜晚升溫對青藏高原沼澤濕地植被NPP具有不對稱的影響。冬季和春季夜晚升溫能夠通過減少凍害的發生，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導緻植被NPP顯著升高，其原因可能是因為白天增溫會促進植被光合作用，夜晚升溫盡管會導緻呼吸作用增強，但在沼澤濕地充裕的水分條件下易發生“超補償效應”(植物由于夜晚呼吸作用增強消耗大量有機物，會激發和促進第二天的光合作用合成更多有機物來進行補償)，進而導緻植被NPP升高。此外，研究發現，在生長季初期，春季降水量的增加能顯著促進青藏高原沼澤濕地植被的生長。研究指出，未來利用模型模拟沼澤植被NPP時，需考慮不同季節氣候變化的影響，并強調在全球晝夜不對稱增溫（夜晚增溫速度快于白天）背景下，應充分考慮白天和夜晚溫度對沼澤濕地植被的不同影響。研究結果為進一步評估青藏高原沼澤濕地固碳潛力，明确高寒沼澤濕地生态系統與氣候變化相互關系提供了科學依據。

相關研究成果于近期發表于Global Biogeochemical Cycles。研究工作得到國家自然科學基金、中科院青年創新促進會、吉林省自然科學基金、中科院基礎前沿科學研究計劃“從0到1”原始創新項目、東北地理所創新團隊項目的資助。

森林生态系統的碳儲量研究（青藏高原沼澤濕地固碳研究獲進展）1

圖1 青藏高原沼澤濕地植被多年平均NPP及變化趨勢（2000年至2020年）

森林生态系統的碳儲量研究（青藏高原沼澤濕地固碳研究獲進展）2

圖2 青藏高原沼澤濕地植被年均NPP與氣象因子的相關性

森林生态系統的碳儲量研究（青藏高原沼澤濕地固碳研究獲進展）3

圖3 氣候變化對青藏高原沼澤濕地植被碳固定影響機制

來源：中國科學院東北地理與農業生态研究所

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