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水分可利用性决定青藏高原生态系统碳收支对气候变暖的响应

文章来源 :
2019-08-26 17:28
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2019 年8 月22 日,第二次青藏科考“生态系统与生态安全”任务“草地生态系统与生态畜牧业”专题中科院地理科学与资源研究所牛书丽研究团队,关于青藏高原增温实验的最新研究进展发表在国际著名学术期刊《科学—进展》(Science Advances)上。

研究基于青藏高原高寒草甸生态系统的野外增温控制实验。通过研究发现陆地生态系统净碳吸收随着土壤水分含量(SWC)增加而增加,到达阈值后,随着SWC 进一步增加而降低。更为重要的是,本研究进一步揭示了水分可利用性如何决定生态系统碳循环与全球变暖之间反馈调节的响应模式。在SWC 阈值之上,增温造成SWC 降低的间接作用会增强温度增加产生的直接作用,共同促进生态系统净碳吸收,对气候变暖产生较强的负反馈调节。相反,在SWC 阈值之下,增温造成SWC 降低的间接作用会在一定程度上抑制温度增加对净碳吸收的直接促进作用,且在极端干旱条件下甚至会降低生态系统净碳吸收并对气候变暖产生正反馈。

研究团队还将单站点机理研究与全球整合分析手段相结合,以此验证这一增温效应的水分调控模式是否在不同生态系统中具有普适性(图1)。整合分析结果显示,在湿润条件下增温通常会促进生态系统净碳吸收而对全球变暖产生负反馈,而在干旱条件下却抑制生态系统净碳吸收从而产生正反馈。本研究所揭示的增温效应的水分调节机制,不仅为以往研究中不一致的增温效应提供了较好的统一性认识,而且有助于提高生态系统碳循环对气候变暖响应的模型预测。

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 野外实验样地和土壤水分含量阈值调控生态系统净碳吸收增温效应概念图