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气候变暖会使得高纬度高海拔寒冷地区温度敏感性下降更明显

文章来源 :
2021-04-19 14:52

2021年4月9日,“区域绿色发展途径”任务“农牧耦合绿色发展的资源基础考察研究”专题中国科学院地理科学与资源研究所张宪洲研究团队,在国际著名学术期刊《科学进展》(Science Advances)上发表了关于全球陆地生态系统应对气候变化的敏感性的最新研究成果。中国科学院地理科学与资源研究所牛犇博士为本研究第一作者,张宪洲研究员为本研究通讯作者。

目前,随着异质性的气候变化的持续,全球陆地生态系统应对气候变化的敏感性研究已成为全球变化科学研究的重点领域。生态系统呼吸的温度敏感性(Q10)是气候变化—碳循环反馈关系中的重要参数。已有研究表明,高纬度高海拔寒冷地区温度敏感性更高,同时这些地区的气候变暖也更加强烈,因此暗示了高纬度高海拔寒冷地区,例如青藏高原高寒生态系统碳排放不断加剧的可能性。但是,Q10随温度变化的时空模式在气候变暖的进程中会不会改变是未知的。

本研究收集了包括青藏高原在内的全球74个涡度相关站和54个野外实地增温实验数据,揭示了陆地生态系统呼吸敏感性随温度变化全新的时空变异规律,并对未来气候变暖情景下陆地生态系统呼吸敏感性的空间模式做了预测。结果表明,高纬度高海拔寒冷地区生态系统虽然有显著较高的温度敏感性,气候变暖后温度敏感性的下降也更强烈(图1),而随着气候变暖的持续进行,这种对温度敏感性的下降程度在空间上的差异也会越来越小,因此未来持续的气候变暖很可能会使全球陆地生态系统的呼吸敏感性趋同。


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图1 Q10及其时空温度敏感性随年均温变化的时空模式


但是,温度敏感性响应气候变化在空间上的这种变异模式在大多数目前的地球系统模式中是被忽略的(图2)。显然,这种伴随着增温而表现出的温度敏感性的强烈地下调,尤其是在高纬度高海拔寒冷地区(如青藏高原极地地区),会很大程度上缓和(并不能完全抵消,因为并未降为1.0)由于增温而引起的碳排放预测。因此,本研究认为由于气候变暖引起的陆地生态系统大量的碳流失需要被重新仔细评估,尤其是在青藏高原地区等高纬度高海拔寒冷地区。


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图2 机理模型(9个CMIP5模式)输出数据驱动的Q10年均温变化的时空动态


原文链接:https://advances.sciencemag.org/content/7/15/eabc7358