青藏科考

冬季白天变暖和夏季风的转变增加了西藏中部-纳木错高寒草原生态系统植被覆盖率和净二氧化碳吸收量

文章来源 :
2021-10-26 16:11

近几十年来,青藏高原逐渐呈现出变暖变湿的格局,影响了青藏高原高寒草地生态系统及其碳循环。气候变暖通常会提升高寒草地生态系统的生产力,生态系统呼吸也会增强。然而这两个过程存在很多不确定因素,难以界定高寒草地净碳吸收的变化。

针对这一科学问题,西风—季风协同作用及其影响任务中科院青藏高原研究所地气作用与气候效应团队与德国布伦瑞克工业大学等单位合作,基于纳木错多圈层综合观测研究站14年(2006-2019)的涡动、气象和遥感植被覆盖产品等数据,系统研究青藏高原典型高寒草原生态系统的净碳交换对气候变化的反馈。

研究人员发现,冬季(11月至2月)由于土壤日最高温度的增加和日最低温度的降低,导致土壤温度日较差的速率增大;初夏(6月和7月)太阳辐射的削弱和夏末(8月和9月)降水的减少,表明夏季对流和降水动力提前。此差的速率增大;初夏(6月和7月)太阳辐射的削弱和夏末(8月和9月)降水的减少,表明夏季对流和降外,运用遥感植被覆盖数据估算,确定了纳木错高寒草原植被呈总体变绿的趋势。这些变化通过不同途径影响纳木错高寒草原碳循环:冬季,较高的土壤温度促进日间的碳吸收,夜间降温阻碍了土壤呼吸;初夏,季风格局变化对GPP(总初级生产力)的增加强于Re;夏末,Re的减少强于GPP。这些变化使纳木错高寒草原生态系统的日净碳吸收量增加约0.5 g C m-2/decade-1,增强西藏高寒草原生态系统的碳汇强度。总之,冬季白天变暖和夏季风的转变增加了纳木错高寒草原生态系统的植被覆盖率和净二氧化碳吸收量。

该研究成果近日以“Winter Daytime Warming and Shift in Summer Monsoon Increase Plant Cover and Net CO2 Uptake in a Central Tibetan Alpine Steppe Ecosystem”为题,在《Journal of Geophysical Research: Biogeosciences》上发表,中科院青藏高原研究所与德国布伦瑞克工业大学联合培养的Felix Nieberding博士为第一作者、马耀明研究员为通讯作者。该研究获得第二次青藏高原综合科学考察研究专项(2019QZKK0103)、中科院战略性科技先导专项(XDA20060101)等联合资助。


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图1  2006-2019年纳木错高寒草原(a)净生态系统碳交换量(NEE)、(b)总初级生产力(GPP)、(c)生态系统呼吸量(Reco)、(d)感热通量(H)和(e)潜热通量(LE)的年平均过程


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图2  11月至2月期间每日(a)最高和(b)最低土壤温度与净生态系统二氧化碳交换(NEE)的关系

原文链接:https://doi.org/10.1029/2021JG006441