凍土中儲存着大量有機碳,是陸地生态系統中最大且周轉時間最長的碳庫。在全球變暖背景下,凍土發生大範圍退化,導緻其封存的有機碳被微生物分解釋放,進一步加劇氣候變暖。以青藏高原為核心的第三極是全球氣候變暖最強烈的地區之一,其凍土中儲存的有機碳可能成為氣候變暖環境下的潛在碳源,而已有第三極凍土有機碳儲量估算結果存在不确定性。
中國科學院西北生态環境資源研究院冰凍圈科學國家重點實驗室研究員吳通華課題組通過整合2000年以後公開發表的曆史文獻數據資料以及課題組相關實驗監測數據(圖1),采用機器學習方法模拟了第三極凍土區0-3m土壤有機碳儲量和空間分布,得到了1公裡高分辨率土壤有機碳分布圖(圖2),并與以往在第三極地區開展的凍土碳制圖研究進行了對比分析(圖3),重新估算了第三極地區凍土有機碳儲量總量。模拟計算結果表明,第三極土壤有機碳自東南向西北遞減,0~3m土壤有機碳總儲量約為46.18Pg,其中多年凍土區21.69Pg,季節凍土區24.49Pg。該數據集為地球系統模型提供了重要的基礎數據,也可為複雜地形條件下土壤屬性的制圖研究提供參考。
相關研究成果以A 1-km resolution soil organic carbon dataset for frozen ground in the Third Pole為題,發表在Earth System Science Data上。研究工作得到國家自然科學基金、中科院“西部之光”實驗室交叉團隊項目,以及冰凍圈國家重點實驗室自主課題的聯合資助。
圖1.土壤采樣點位置示意圖
圖2.第三極凍土有機碳儲量空間分布
圖3.不同研究模拟結果對比:以青海省不凍泉地區為例。(a) Ding et al., 2016; (b) Ding et al., 2019; (c) Wang et al., 2020; (d) 本研究
來源:中國科學院西北生态環境資源研究院
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